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让大脑“关机”,暂停生命有指望了?

时间:2020-06-15 10:41:08 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读

本文来源于:学术标题,标题图片来源于:集成电路图片,原标题:“关闭大脑:生命悬挂技术为未来发热应用开辟了可能性”

氯胺酮常用于医院的麻醉科和急诊科,主要用于神经麻醉。在临床工作中,氯胺酮被称为“单独麻醉剂”。使用氯胺酮的患者将遭受“体外体验”和“完全失忆”的濒死状态。

最近,英国剑桥大学的研究人员发现了氯胺酮导致大脑“关闭”的原因,结果发表在《科学报告》杂志上。

研究人员用脑电图(EEG)来测量动物服用氯胺酮后的脑电波变化。他们惊讶地发现,当药物有效时,大脑活动主要是低频率的。当药效消失,动物开始恢复意识时,大脑活动在低频和高频之间转换。起初,不同频率的脉冲是不规则的,几分钟后变得规则。

这项研究的主要作者,来自剑桥大学生理、发展和神经科学系的珍妮·莫顿说,“注射高剂量的氯胺酮后,大脑活动不会减少,而是完全停止。我们以前从未见过这种现象。尽管被麻醉的羊看起来好像睡着了,但它们的大脑却被关掉了。几分钟后,他们的大脑恢复正常运行。氯胺酮就像一个开关。”

让大脑活动完全停止

这项研究是亨廷顿舞蹈症大型研究项目的一部分。亨廷顿舞蹈病是一种脑部疾病,具有异常的运动、认知和精神。研究小组试图找出亨廷顿舞蹈症患者服用不同药物后不同反应的原因。绵羊被认为是最适合人类神经系统疾病(包括亨廷顿舞蹈病)的动物模型。

为了进行这项研究,研究人员选择了12只绵羊作为研究对象,给这些绵羊注射不同剂量的氯胺酮,并用脑电图记录它们的脑活动变化。

选择氯胺酮是因为它目前被认为是一种安全的麻醉剂和镇痛剂,用于治疗包括狗、马和羊在内的大型动物。研究人员给高剂量组的6只羊单次高剂量氯胺酮(24毫克/千克)。起初,六只羊表现出相同的大脑反应,但是在给药两分钟后,五只羊的大脑活动完全停止,一只羊的大脑活动甚至停止了几分钟,这是一种前所未有的现象。

珍妮·莫顿教授说:“当氯胺酮对绵羊的影响消失时,它们的大脑活动确实异常,绵羊大脑活动的暂停时间与使用氯胺酮的患者的异常状态一致,这可能是因为氯胺酮引起的大脑波动阻碍了我们对外部信息的正常处理。”

研究人员表示,这项研究的目的不是观察氯胺酮对大脑的影响,而是将其作为一种工具来检测有或没有亨廷顿舞蹈症基因的绵羊的大脑活动。但是这个惊人的发现有助于解释氯胺酮的工作原理。如果它打破了大脑不同区域之间的联系,它也将成为研究大脑网络如何在健康大脑或神经系统疾病如亨廷顿氏病和精神分裂症中工作的有效工具。

进入假死状态的开关

本周,《自然》杂志也发表了两项类似的研究。两组研究人员独立地发现了一种“大脑开关”,它可以使实验小鼠进入类似冬眠的状态,以减少能量消耗。

许多鸟类和哺乳动物,从蜂鸟到狐猴,可以降低体温,进入假死状态,以此来度过困难时期。一些动物冬眠过冬,而另一些动物可以暂时进入休眠状态几个小时或几天。

研究人员也希望在人类身上引发类似的情况。哈佛医学院的Sinisa Hrvatin说:“进入一种假死状态可能会改变医学,并打开通往旅行和生命延长等不可思议的可能性的大门。”

该小组发现,刺激下丘脑中的特定神经元群可以使实验小鼠产生类似睡眠的状态,甚至是那些进食充足的大鼠(这些神经元通常会阻止小鼠在进食充足时进入睡眠状态)。

在另一项研究中,日本筑波大学的Takeshi Sakurai以不同的方式发现了同一个大脑开关。樱井和他的团队在老鼠身上寻找能产生一种叫做QRFP蛋白的神经元。先前的研究表明,这种蛋白质与休眠有关。研究人员发现,刺激这些神经元会导致动物进入睡眠状态。

在人体内诱发类似的状态可能有许多医学用途,有助于治疗从癌症到中风和事故造成的紧急伤害等疾病,但尚不清楚这种大脑开关是否也存在于人体内。

当生活按下暂停键

尽管我们听说过在此之前支付一笔钱来冷却死后的我们自己的项目,但是到目前为止,这些冰冻的人没有一个成功地复活了苏醒。

让人们处于假死状态的技术的关键当然是“苏醒”和“复活”的能力。几十年来,科学家和医生一直在考虑让人类进入假死状态,但直到最近几年才进行了可行的实验。

去年11月,马里兰大学医学院的研究小组第一次成功地将一名患者置于“假死”状态,按下“暂停按钮”的患者在完成紧急手术后康复。

让人类进入“假死状态”是蒂赫尔曼领导的创伤急救临床试验的一部分。试验的目的是为治愈可能导致死亡的伤口争取时间。在临床试验中,将人置于“假死”状态的技术是由蒂瑟曼发起的,并被正式命名为紧急保存和复苏(EPR)。

伦敦大学学院医院的麻醉顾问、《极限:生命、死亡和人类极限》一书的作者凯文·方(Kevin Fong)评论说,紧急保存和复苏是一种尝试,通过显著降低垂死病人的体温并迫使他们的生理机能进入慢动作来实现临时保护。有时候,你只有几秒钟来拯救一个人的生命。预计EPR将把时间延长到几分钟甚至更长。

对创伤患者进行快速降温的目的是将大脑活动减少到几乎停滞,并减缓患者的生理功能,使外科医生能够获得宝贵的额外时间(可能超过一个小时)进行手术。在很好地护理了病人的伤口后,它可以被加热和复苏。

尽管研究人员明确表示“我们不是想把人送到土星,而是想给自己争取更多的时间来拯救生命。”然而,不可避免的是,美国国家航空航天局(美国航天局)和欧洲航天局(欧空局)以及其他比例为0+的机构和雄心勃勃的技术企业家,如马斯克和杰夫贝佐斯,将对蒂赫尔曼教授的研究成果产生浓厚兴趣。

事实上,美国宇航局和其他人也在研究如何让宇航员进入麻木状态,从而延长他们的新陈代谢。因此,在星际旅行中冷冻宇航员可能比让他们一直保持健康和快乐更容易。

尽管电子病历技术的诞生是为了满足临终病人的需求,而实施电子病历的医生并没有考虑在非医疗领域扩大应用,但这项技术肯定会为未来更热情的应用开辟可能性。

一旦蒂瑟曼验证了电子顺磁共振技术的可行性,不管他愿不愿意,安装一个“冷冻休眠机”到太空可能迟早会发生。

资料来源:https://www.nature.com/articles/ s 41598-020-66023-8

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