注意:除异氟醚外任何全身麻醉都会损害记忆

【字体: 时间:2021年04月05日 来源:生物通

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  一项在啮齿动物身上比较几种麻醉方案的研究表明,只有吸入一次异氟醚对海马神经元的活动损害较小。

  

全身麻醉后,老年人出现的一个常见问题是认知障碍,尤其是记忆丧失,但目前还不清楚为什么会发生,以及如何发生。在今天(4月1日)发表在《 PLOS Biology》杂志上的一项研究中,研究人员在了解麻醉药物如何影响海马体方面迈出了一步,海马体是大脑中涉及记忆形成和存储的区域。他们对小鼠进行了三种麻醉治疗,并确定异氟醚对海马神经元的破坏最小,也不会影响记忆的形成和巩固。异氟醚是一种吸入麻醉剂,通常用于动物实验,有时会与其他药物联合使用。

这篇文章“不仅在急性期观察了麻醉效果和变化,与其他方法不同,他们也看了药物洗掉后会发生什么,”多伦多大学的神经学家(没有参与这项研究)Beverley Orser说道。“研究结果挑战了一个非常基本的概念,我认为公众,甚至许多调查人员,都假定这个概念。也就是说,一旦药物从体内消失,大脑就会回到基线状态。但事实并非如此。”

这项工作始于德国汉堡分子神经生物学中心的神经科学家Simon Wiegert和他的同事们开始拍摄海马体神经元之间的连接,以弄清楚单个突触是如何促进记忆形成的。在仔细观察小鼠体内的小结构之前,研究人员通常会对动物进行麻醉,这样它们就不会移动,从而可以进行更精确、更有效的成像。“我们想知道,当我们在麻醉下做这些时,是否会影响突触本身的活动或稳定性,”他说。

当研究人员梳理之前发表的研究成果,寻找麻醉过程中大脑活动模式如何改变的线索时,他们意识到,虽然有一些研究针对一种特定的麻醉药,但没有任何系统的研究不同麻醉药对海马活动的影响。研究小组选择了三种常见的麻醉方案:吸入异氟醚;联合使用镇静美托咪定、抗焦虑药物咪达唑仑和止痛剂芬太尼(MMF,用于动物);联合使用氯胺酮和噻嗪(适用于动物和人类患者)。异氟醚通常单独用于动物实验,但由于它可能刺激呼吸道,并导致一些患者出现低血压,通常不单独用于人体。

研究人员给成年小鼠注射每种麻醉剂,然后对海马的整体活动进行电生理记录。他们还用钙成像技术观察了该区域的电活动,这提供了对单个细胞的精确观察,但时间分辨率更有限。“因此,我们可以用显微镜和电生理学来比较海马的活动,这两种技术是互补的,”Wiegert说。

作者发现异氟醚对海马体活性的影响是最温和的,即使使用长达四个小时。但是,使用氯胺酮-噻嗪或MMF治疗的动物,在使用MMF的情况下,在另一种药物对抗麻醉剂并唤醒动物长达6小时后,海马活动中断,记忆形成和巩固缺损。Wiegert解释说,“在几分钟内醒来,它们的活动能力很强,看起来好像真的从麻醉中恢复过来了。但即使动物是醒着的,大脑活动也不如以前了。”

密歇根大学麻醉师和神经科学家George Mashour(他没有参与这项研究)写道:“全身麻醉药最有效的作用与记忆系统有关,但这些遗忘效应在海马体的这一细节水平上相对较少。本研究中测试的三种麻醉剂组合中的两种主要用于动物实验,使用包括人类常用的其他麻醉方案,以及手术干预等实验模型调查将有助于将这些发现转化为临床护理。”

最重要的[下一步]是记录这些缺陷的发生[并]了解最脆弱的行为领域。这将有助于我们了解所涉及的受体和网络,然后从那里明显发展预防和缓解策略。

原文检索:W. Yang et al., “Anesthetics fragment hippocampal network activity, alter spine dynamics, and affect memory consolidation,” PLOS Biol, doi:10.1371/journal.pbio.3001146, 2021.

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