为什么我们不能听到任何麻醉吗?

麻醉的目的是把刺激的大脑无意识的状态如听起来不存在。在这种状态下,听觉皮层的神经元还刺激的声音,但后者没有被大脑。巴斯德研究所的科学家们,科学研究所及大学Paris-Saclay神经机制,揭示了小说伴随从有意识的知觉状态过渡到一种无意识的状态下麻醉。

先进的光学成像技术、多光子显微镜用于观察近一千听觉皮层神经元的活动期间从清醒状态过渡到一种麻醉状态,在一个小鼠模型。

结果表明,在清醒的状态,有些神经元组件响应声音和自发活跃(展示正在进行的大脑活动)。但在麻醉下,神经元总成,回应的声音与神经元自发活动是没有区别的。在无意识产生的麻醉状态,大脑皮层面具感觉输入有自己的“自发的”活动。

这些研究结果,发表在《华尔街日报》自然神经科学2022年9月28日,开辟新天地建模的警惕。

虽然使用的机制耳朵接收声音开始被清楚地理解,我们更了解那些参与的感知和解释声音和听觉的感知。神经科学的听力,感官知觉一般而言,在这方面正在与几个问题。一个涉及的机制,区分有意识的知觉,在清醒时,大脑中处理的声音在无意识状态下如睡眠或麻醉。

为什么听觉皮层被激活时,一个声音到达一个麻醉的人或动物的耳朵,但麻醉没有有意识的人类感知的声音吗?

这个问题之前仍无法解决,因为可用的测量神经活动只提供单一神经元的活动或小程序集信息庞大的神经网络中的神经元记录在隔离的皮层。这些数据未能提供神经网络的协调活动的概述。其他数据集收集脑水平的平均活动被用来推断这些大型网络,但没有提供细节。所以它是不可能提取足够的信息对大脑皮层的活动计基本感官反应麻醉和清醒之间的差异。

在这项研究中,团队领导的布赖斯Bathellier(听觉系统动力学和多重处理/ Inserm)在听证会上研究所,一个巴斯德研究所中心,阿兰Destexhe (Paris-Saclay神经科学研究所/ CNRS /大学。Paris-Saclay)使用一种光记录技术-钙成像通过多光子显微镜监控组件的活动近一千个神经元的听觉皮层在清醒和麻醉小鼠。

科学家然后用数学方法来研究神经元的概要文件组件能够激活一系列的不同声音。这些新的观测显示,尽管神经元被激活的声音在清醒状态和麻醉,两国所涉及的组件是完全不同的。

他们还表明,大脑皮层结构是一个不断活跃,即使没有刺激。通过比较这种“自发”活动活动诱发的声音,科学家们做了一个进一步的观察。在清醒时,神经元总成由声音不同于那些自发激活,激活神经元在麻醉下,议会诱发响应声音也自发地系统地激活。所以尽管听觉皮层响应声音刺激麻醉,其响应是区别自己的内部活动。

这些观察表明一种机制,可以解释的悖论听觉感知,进而感知,在麻醉。“神经元在大脑皮层的激活麻醉期间观察到的不仅是结构明显不同于清醒;更重要的是,它几乎是皮质的自发活动区分开来。听觉皮层的神经反应麻醉因此有效地“沉默”的大脑,因为它们淹没了自己的“噪声”。These results also indicate that one of the conditions for conscious perception is for the cortex to be capable of activating neuron assemblies that are distinct from those activated spontaneously," explains Brice Bathellier, co-last author of the study.

“从某种意义上说,醒着的皮质更“创造性”因为它生成新的sound-specific理由活动在回应的声音,而这似乎不存在特异性在麻醉。还有待观察是否同样的结论也适用于其他国家,如睡眠,”阿兰Destexhe指出co-last研究》一书的作者。

这些研究结果也提供了新的见解机制意识知觉的声音或其他感官信号,并为新的有意识和无意识的信息处理模型在大脑皮层的其他地区。

参考:

Filipchuk, Schwenkgrub J, Destexhe Bathellier b清醒知觉与专用的大脑皮层神经元总成。Nat >。2022;25 (10):1327 - 1338。doi:10.1038 / s41593 - 022 - 01168 - 5

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