麻醉对意识的影响解决了，树立了世纪历史科学辩论

如果没有全身麻醉，手术将是不可想象的，因此，尽管有175年的医疗使用历史，医生和科学家仍然无法解释麻醉剂是如何使病人暂时失去意识的，这可能会令人感到惊讶。

斯克里普斯研究公司周四晚间发表的一项新研究国家科学院的诉讼程序(PNAS)解开了这个长期以来的医学之谜。使用现代纳米级显微镜技术，再加上活细胞的巧妙实验果蝇，科学家们展示了细胞膜中的脂质簇是如何在一个由两部分组成的机制中充当缺失的中间人的。短暂的麻醉会导致脂质集群从一个有序的状态，到一个无序的状态，然后又回来，导致了大量的后续效应，最终导致意识的改变。

化学家理查德·勒纳医学博士和分子生物学家斯科特·汉森博士的发现，解决了一个百年的科学争论，一个至今仍在争论的问题:麻醉药是否直接作用于称为离子通道，或者它们以某种方式作用于细胞膜，以一种新的、意想不到的方式发出细胞变化的信号?他们花了近五年的时间进行实验、打电话、辩论和挑战，才得出结论，即这是一个从细胞膜开始的两步过程，两人说。麻醉剂扰乱细胞膜内有序的脂质簇，即“脂筏”，以启动信号。

Lerner说:“我们认为，毫无疑问，这种新途径正在被用于意识之外的其他大脑功能，这使我们能够解开大脑的更多谜团。”

Lerner是国家科学院的一名成员，是Scripps Research的前总统，以及Scripps Research的Jupiter，佛罗里达州的创始人。汉森是一位副教授，在他的第一个帖子，在同一个校园里。

以太圆顶

1846年，在波士顿马萨诸塞州总医院(Massachusetts General Hospital)的一名肿瘤患者身上首次证明了乙醚诱发意识丧失的能力，当时的外科手术室后来被称为“乙醚穹顶”(Ether Dome)。这个过程非常重要，以至于罗伯特·c·欣克利(Robert C. Hinckley)的名画《Ether下的第一次行动》(First Operation Under Ether)中就捕捉到了这个过程。1899年，德国药理学家汉斯·霍斯特·迈耶和1901年，英国生物学家查尔斯·欧内斯特·奥弗顿得出了明智的结论:脂溶性决定了这种麻醉剂的效力。

汉森回忆说，在起草一份拨款申请以进一步调查这一历史问题时，他转向了谷歌搜索，认为他不可能是唯一一个相信膜脂筏作用的人。让汉森高兴的是，他找到了勒纳1997年的一个数据PNAS关于内源性类似物的假设全身麻醉，提出了这样一种机制。汉森长期以来一直尊敬勒纳——字面上的意思。汉森说，作为圣地亚哥的一名博士生，他在斯克里普斯研究中心(Scripps Research)的一间地下室实验室工作，那里有一扇窗户可以直接看到勒纳的停车位。

“我联系了他，我说，‘你不会相信的。你1997年的数据直观地描述了我现在从我们的数据中看到的情况，’”汉森回忆道。“这是聪明的。”

对于勒德，这也是一个令人兴奋的时刻。

“这是医疗奥秘的爷爷，”Lerner说。“当我在斯坦福的医学院时，这是我想解决的一个问题。麻醉是如此实际重要性，我无法相信我们不知道所有这些麻醉品会导致人们失去意识。”

许多其他科学家们通过一个世纪的实验，已经寻求同样的答案，但他们缺乏几个关键要素，汉森说：第一，能够可视化生物复合物小于光的衍射限制，而第二，最近关于性质的洞察力细胞膜，以及富含种类的脂质复合物的复杂组织和功能。

汉森说:“他们一直在一大堆脂类中寻找信号，但信号被淹没了，他们就是没有看到，这在很大程度上是因为缺乏技术。”

从有序到无序

汉森实验室的一名博士后研究员利用获得诺贝尔奖的显微镜技术，特别是一种名为dSTORM的显微镜，简称为“直接随机光学重建显微镜”，将细胞浸泡在氯仿中，观看类似于台球比赛的开球。汉森解释说，将细胞暴露在氯仿下，可以显著增加名为GM1的细胞膜脂质簇的直径和面积。

汉森说，他正在观察的是在GM1集群组织的转变，从一个紧紧包装的球转移到中断的球。由于它造成紊乱，GM1溢出其内容物，其中包括称为磷脂酶D2（PLD2）的酶。

标记PLD2具有荧光化学品，Hansen能够通过Dstorm显微镜观察，因为PLD2像撞球一样从其GM1家中移动到另一个名为PIP2的不同，更优选的脂质集群。在PIP2簇中的这种活化的关键分子，其中，Trek1钾离子通道及其脂质活化剂，磷脂酸（PA）。汉森说，Trek1的激活基本上冻结了神经元的火力，从而导致意识丧失。

“TREK1钾离子通道释放钾离子，使神经极度极化——这使它更难被激发——然后关闭它，”Hansen说。

Lerner坚持他们在活动物模型中验证了发现。常见的果蝇，果蝇，Melanogaster，提供了数据。删除在恒定中的PLD表达使它们抵抗镇静的影响。事实上，他们需要将暴露于麻醉剂的暴露，以证明相同的反应。

他们写道:“所有的苍蝇最终都失去了意识，这表明PLD有助于设置一个阈值，但并不是控制麻醉敏感性的唯一途径。”

汉森和勒塞尔表示，发现提出了一系列诱人的新可能性，可以解释大脑的其他奥秘，包括导致我们睡着的分子事件。

Lerner在1997年提出的关于“脂质基质”在信号传递中的作用的最初假设源自于他对睡眠生物化学的研究，以及他发现的一种催眠脂质，他称之为油酰胺。汉森和勒纳在这一领域的合作仍在继续。

汉森说:“我们认为这是基础性的，但还有很多工作需要做，需要很多人来做。”勒纳表示同意。

他说:“人们将开始研究你能想到的一切:睡眠、意识以及所有相关的紊乱。”“以太是一个帮助我们理解意识问题的天赋。该研究揭示了一个迄今尚未被认识的途径，即大脑显然是在进化过程中控制更高阶功能的。”

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