据英国《每日邮报》报道,英国科学家近日利用一种名为“功能性电阻抗断层成像”(functional electrical impedance tomography, fEIT)的新型3D成像技术,首次绘制出麻醉剂注入大脑后,脑部从活跃状态逐渐失去知觉的完整3D影像。该技术能够高速成像并监测大脑深部的电活动变化,为理解意识丧失的神经机制提供了前所未有的视角。
研究团队由曼彻斯特大学的布莱恩·波勒德(Brian Pollard)教授领导,他们使用了一种名为“能唤起回应的功能性电阻抗X线断层摄影术”的新方法。该技术通过放置在患者头部的32个电极,施加微弱的高频电流(人无法感知),并测量其他电极产生的电压变化。整个过程在不到千分之一秒内完成,每秒可重复100次。通过测量大脑对电流的电阻抗变化,计算机重建出大脑导电率的动态图像,从而反映不同脑区的电活动水平。
实验结果显示,在麻醉剂作用下,大脑中特定神经细胞群的活性发生改变,不同脑区之间的功能连接被阻断,最终导致意识丧失。波勒德教授在阿姆斯特丹欧洲麻醉学大会上表示:“我们的发现表明,大脑无意识是由于被抑制的神经集合大规模遍布大脑皮层。”这一结果支持了牛津大学苏珊·格林菲尔德(Susan Greenfield)教授关于意识本质的假设:意识并非全有或全无的状态,而更像一个调光器开关,受成长、情绪或药物等因素调节。麻醉后,小型神经集合彼此无法有效协作,或与其他神经集合断开联系。
尽管目前仍无法完全解释大脑无意识状态下的内部机制,但该研究为深入理解意识与麻醉的神经基础提供了重要工具。相关论文已发表于《英国麻醉学杂志》(British Journal of Anaesthesia)。