研究发现不同的全身麻醉剂以惊人的不同方式影响意识和记忆
突出海马的小鼠大脑部分覆盖有麻醉剂异氟醚（紫色）、美托咪定/咪达唑仑/芬太尼（橙色）和氯胺酮/甲苯噻嗪（红色）的分子结构。下部的四个面板显示了清醒期间（左上）和上述不同麻醉剂下同一海马区活动神经元的二维图。颜色表示各自的麻醉剂。具有相关活动的神经元由黑线连接。图片来源：Simon Wiegert，CC-BY
在典型的麻醉剂中，只有异氟醚能在小鼠中形成不间断的记忆。
全身麻醉后记忆丧失很常见，尤其是在手术前发生的事件——这种现象称为逆行性健忘症。但是，2021 年 4 月 1 日发表在开放获取期刊PLOS Biology上的一项新研究表明，海马体的变化——大脑中用来制造新事物的部分，由德国汉堡埃彭多夫大学医学中心的 Simon Wiegert记忆——根据使用的全身麻醉剂而有所不同。因此，它们对记忆形成的影响也不同。
欧洲的山毛榉森林受到气候变化的严重威胁，特别是在南欧国家，但在中欧也是如此。模型预测未来 70 年山毛榉生长将严重下降——根据气候变化情景和相关地区的不同，下降幅度从 20% 到可能超过 50%。“我们预计，由于干旱严重程度增加，生产力会大幅下降，尤其是在山毛榉分布范围的南部，”美因茨约翰内斯古腾堡大学 (JGU) 的 Edurne Martinez del Castillo 博士说。她警告说，这将严重影响环境和林业，并紧急建议采取措施适应森林。
因此，了解不同麻醉剂如何影响大脑，尤其是海马体，对于处理人类患者的临床医生和研究动物的实验科学家来说都很重要。Wiegert 和他的团队记录了海马的大脑活动，同时使用三种常见的全身麻醉剂组合之一麻醉小鼠：异氟醚、氯胺酮/甲苯噻嗪 (Keta/Xyl) 和美托咪定/咪达唑仑/芬太尼 (MMF)。大脑活动是通过电子和光学成像钙流来记录的——这是一种间接反映神经元活动的动态信号，也是一种允许脑细胞相互传递信号的触发器。
两种记录方法都表明，与清醒或自然睡眠相比，每种药物都会改变海马体的大脑活动。研究人员发现特定麻醉剂对大脑的影响存在许多差异。
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例如，Keta/Xyl 强烈降低整体钙活性，而 MMF 对其速率的影响远大于持续时间。此外，所有麻醉剂都会影响海马脑细胞之间突触连接的稳定性。Keta/Xyl 对突触稳定性的干扰最为剧烈，反映了其对神经元钙活性的强烈干扰。
恢复时间也不同；异氟醚麻醉后大脑活动在大约 45 分钟内恢复正常，但其他两种药物则需要近 6 小时。同样，在 Keta/Xyl 和 MMF 麻醉后，小鼠出现逆行性健忘症的迹象。但在异氟醚麻醉后——与自然睡眠相比，这种情况表现出最轻微的干扰——他们仍然可以记住他们在手术前学到的东西。在考虑使用哪种方法时，了解这些对海马体和记忆形成的不同影响应该对医生或实验者有用。
Wiegert 博士指出，“全世界每年进行 2 亿次全身麻醉，而健忘症是其中的核心部分。因此，我们想知道它如何影响（小鼠）海马体——这是形成日常记忆所必需的大脑区域。令人惊讶的是，文献稀少且前后矛盾。因此，我们与 Ileana Hanganu-Opatz 小组和其他合作者联手填补了这一知识空白。我们使用大量实验方法并开发了许多新的分析程序，研究了普通麻醉剂对海马体从突触到细胞集合以及记忆形成的影响。
我们惊讶地发现，本研究中使用的麻醉剂之间的短期和长期效果非常明显，尽管它们都符合全身麻醉的相同特征。海马中大脑网络的变化也与新皮质中描述的不同。总之，我们的研究表明，如果与记忆形成相关的大脑过程不应该受到干扰，那么异氟醚应该是首选的麻醉剂。”