密歇根大学的研究人员利用丙泊酚（一种常用麻醉药）揭示了无意识状态下大脑内部复杂结构的变化，为理解意识的神经生物学基础提供了新视角。该研究发表在《自然通讯》上，首次描述了丙泊酚如何改变丘脑和大脑皮层内脑细胞之间的联系。

丙泊酚在医院手术室和重症监护室广泛用于镇静和麻醉。研究团队在健康志愿者中，通过功能性磁共振成像（fMRI）监测丙泊酚镇静前、中、后大脑各区域的血流量变化，绘制了大脑结构的变化图。

研究发现，在深度镇静状态下，丘脑中负责跨模态处理的脑细胞群活动急剧减少，导致单模态模式占主导地位，即感觉输入虽能接收但无法整合。丘脑包含两种细胞类型：核心细胞和基质细胞。核心细胞将感觉信息发送到皮层的特定区域（单模态处理），而基质细胞则更分散地发送到皮层更高层（跨模态处理）。研究显示，基质细胞活动的破坏在意识丧失中起关键作用，而GABA（一种主要抑制性递质）的作用并不如预期突出。

该研究由密歇根大学医学院麻醉学系研究助理教授黄子睿博士、意识科学中心George Mashour博士和Anthony G. Hudetz博士领导。Hudetz表示：“我们现在有令人信服的证据表明，丘脑基质细胞与高阶皮质之间的广泛联系对于意识至关重要。”这项研究显著推动了神经生物学的发展，为麻醉学、神经病学和精神病学等领域提供了重要见解。