中国科学院徐敏/复旦大学王英伟发现麻醉导致睡眠的潜在机理

全身麻醉（GA）的发明代表了现代临床实践的重大进步。然而，GA的确切机制尚不完全清楚。由于GA和睡眠之间有许多相似之处，一个有趣的假设是麻醉可能涉及睡眠——觉醒调节回路。

2022年12月3日，中国科学院神经科学研究所徐敏及复旦大学王英伟共同通讯在Advanced Science 在线发表题为“Divergent Neural Activity in the VLPO During Anesthesia and Sleep”的研究论文，该研究应用基于群体和单细胞水平Ca2+信号的纤维光度学和显微内窥镜成像，研究了各种麻醉剂如何调节腹外侧视前核（vLPO）的神经活动，这是一个对睡眠开始至关重要的脑区。

研究发现不同的麻醉剂主要抑制神经活动，并趋向于募集相似的vLPO神经元群。然而，每种麻醉剂对觉醒活跃神经元和睡眠活跃神经元都有相似的调节作用。结果表明，麻醉在vLPO中产生了与自然睡眠不同的神经活动状态，这表明麻醉可能使用不同的vLPO回路来促进睡眠。

全身麻醉（GA）是一种药物诱导的可逆无意识状态，自1846年发明以来，在现代医学中发挥着重要作用。然而，GA的确切机制还不完全清楚。先前的研究揭示了多种受体可作为各种全身麻醉药的靶点，包括γ-氨基丁酸（GABA）受体和N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体。然而神经回路水平上，尚不清楚哪种神经通路介导GA发挥作用。

由于GA和睡眠（特别是慢波睡眠或非快速眼动睡眠, NREM）期间的生理体征和脑电图模式的相似性，长期以来，人们一直认为GA可能参与自然睡眠——觉醒调节回路。基于即时早期基因（IEGs）相关技术的研究表明，许多大脑区域（如腹外侧视前核, vLPO；外侧缰核；视上核）在GA期间被激活，这些大脑区域内的神经元活动可以通过在离体脑切片实验中应用麻醉剂来直接调节。此外，据报道操纵多个睡眠——觉醒回路的神经活动会影响GA的诱导或出现，如vLPO、结节小脑核、基底前脑、伏隔核、腹侧被盖区、蓝斑核、臂旁核和丘脑。

然而，这些实验往往不能提供直接比较麻醉和睡眠期间神经活动的关键数据。目前尚不清楚麻醉是否以及如何参与负责睡眠产生的相同神经群体。此外，许多麻醉剂（如异氟烷和丙泊酚）主要是增强抑制性传递和降低神经活动，而另一种麻醉剂氯胺酮通过产生网络解离而起作用。目前还不清楚这些全身麻醉药是否同样影响促进睡眠的神经回路。

麻醉剂诱导Ca 2+的多样化调节（来自vLPOGABA单个神经元的信号）（摘自Advanced Science ）

该研究通过直接比较麻醉和自然睡眠期间vLPO中GABA能（vLPOGABA）神经元的活性来测试神经回路中长期存在的假设，即麻醉同样涉及促进睡眠的神经回路。选择vLPOGABA神经元是因为它们在睡眠控制中的作用已被充分证明。当小鼠接受四种常用麻醉剂治疗以及在自然睡眠周期中，研究在群体水平使用光纤光度法且在单个神经元水平使用显微内窥镜成像，记录了vLPOGABA神经元的神经活动。对同一组神经元的活动调节比较揭示了麻醉和睡眠期间vLPO回路的不同状态。

参考消息：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202203395

转自：“iNature”微信公众号

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