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全身麻醉与人类脑功能成像

时间:2022-02-17 百科知识 版权反馈
【摘要】:然而,人类脑成像研究具有这样的特点:当受试者从觉醒状态进入麻醉状态时,脑内的神经元活性可以被视见。多数研究比较觉醒状态和LOC以后状态的不同,更强有力的细致研究则测定了CBF变化与麻醉剂剂量增加的关系。有一系列成像研究测定了葡萄糖代谢的变化,也强调了丘脑失活在麻醉剂诱导LOC中的重要性[1]。
全身麻醉与人类脑功能成像_脑研究的前沿与展

当前所拥有的任何成像技术,都不能够直接测定神经元活性。相反,这些技术是从活性变化作出推理,例如由于血流的变化,由于葡萄糖浓度的变化,由于氧浓度的变化等。这些代理品的测定可能受麻醉剂的影响,而不依赖于神经元活性的任何变化。例如,麻醉剂可以引起血管阻力变化,但它跟神经元没有关系。因此,对此类结果的解释必然是试探性的。但回过头来说,如果应用同一个技术记录两种情况,一是睡眠,一是麻醉,这些结果是可以比较的。由此,关于睡眠和麻醉脑的相似性的重要推论可以成立[1]

然而,人类脑成像研究具有这样的特点:当受试者从觉醒状态进入麻醉状态时,脑内的神经元活性可以被视见。脑成像研究正在提供非常重要的线索,可以说明哪一条神经通路可能具有重要性,而且在麻醉诱导的LOC和自然睡眠的比较中已经发现,它们两者有非常显著的相似性[1]

虽然由于时间和空间分辨的限制,脑成像技术仍有其技术局限性,但正电子发射断层扫描(PET)显示,当LOC时,很多麻醉剂可以引起一个大体的脑血流量(CBF)减少,尽管减少程度依麻醉剂的不同而有差异。更有趣的是,整个脑里面这种CBF变化的型式是不均匀的,一些脑区比另一些脑区失活更加显著。异丙酚和七氟烷实验显示,与上行网状激活系统有关的丘脑及中脑结构会呈现失活,大脑皮层联络区也有不同程度的失活,例如前楔叶(precuneus)、后扣带回皮层(在顶叶)、楔叶(在枕叶)以及额叶的局限脑区(图15-4)。在小脑也可以看到这种效应,但对同类麻醉剂的小脑效应有相当大的变化。多数研究比较觉醒状态和LOC以后状态的不同,更强有力的细致研究则测定了CBF变化与麻醉剂剂量增加的关系。用异丙酚所做的工作显示,应用触觉振动刺激前臂可以引起CBF变化,最初是躯体感觉皮层的CBF减少,但仅当丘脑CBF变化被取消时LOC才会发生。有一系列成像研究测定了葡萄糖代谢的变化,也强调了丘脑失活在麻醉剂诱导LOC中的重要性[1]

图15-4 功能性脑成像发现麻醉剂诱导的意识丧失和深睡眠之间的相似性(彩图见图版此处)

(a)上图是清醒意识状态下个体的大脑代谢。最高活性水平是在前楔叶和后扣带皮层,但在丘脑和其他脑区也可以看到高活性。下图是脑损伤而且最小意识状态(MCS)病人的大脑代谢图。缺少意识的觉察反映在低代谢,特别是在前楔叶和后扣带皮层。(b)深度NREM睡眠时,相对皮层血流(relative CBF,rCBF;显示为红-黄颜色)的最大减少在丘脑、脑干和基底神经节。在额叶和顶叶皮层也有失活,特别是在前扣带回和眶额叶皮层(orbitofrontal cortex,OFC),以及前楔叶和后扣带皮层。(c)由异丙酚注射所引起的rCBF减少(显示为蓝-绿色),浓度为3.7±0.7 μg/ml(血浆),此浓度导致LOC。主要变化发生在丘脑、前楔叶、后扣带皮层、额-顶叶皮层。(d)由七氟烷注射所引起的rCBF减少(蓝-绿颜色),呼气末浓度为1.5%±0.3%大气压,此浓度诱导LOC。主要变化发生在丘脑、前楔叶、后扣带皮层、楔叶、额-顶皮层以及小脑。(图引自[1])

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