讓大腦「關機」，暫停生命有指望了？

2023-03-31 07:24:59 2

本文來源於:學術標題，標題圖片來源於:集成電路圖片，原標題:「關閉大腦:生命懸掛技術為未來發熱應用開闢了可能性」

氯胺酮常用於醫院的麻醉科和急診科，主要用於神經麻醉。在臨床工作中，氯胺酮被稱為「單獨麻醉劑」。使用氯胺酮的患者將遭受「體外體驗」和「完全失憶」的瀕死狀態。

最近，英國劍橋大學的研究人員發現了氯胺酮導致大腦「關閉」的原因，結果發表在《科學報告》雜誌上。

研究人員用腦電圖(EEG)來測量動物服用氯胺酮後的腦電波變化。他們驚訝地發現，當藥物有效時，大腦活動主要是低頻率的。當藥效消失，動物開始恢復意識時，大腦活動在低頻和高頻之間轉換。起初，不同頻率的脈衝是不規則的，幾分鐘後變得規則。

這項研究的主要作者，來自劍橋大學生理、發展和神經科學系的珍妮·莫頓說，「注射高劑量的氯胺酮後，大腦活動不會減少，而是完全停止。我們以前從未見過這種現象。儘管被麻醉的羊看起來好像睡著了，但它們的大腦卻被關掉了。幾分鐘後，他們的大腦恢復正常運行。氯胺酮就像一個開關。」

讓大腦活動完全停止

這項研究是亨廷頓舞蹈症大型研究項目的一部分。亨廷頓舞蹈病是一種腦部疾病，具有異常的運動、認知和精神。研究小組試圖找出亨廷頓舞蹈症患者服用不同藥物後不同反應的原因。綿羊被認為是最適合人類神經系統疾病(包括亨廷頓舞蹈病)的動物模型。

為了進行這項研究，研究人員選擇了12隻綿羊作為研究對象，給這些綿羊注射不同劑量的氯胺酮，並用腦電圖記錄它們的腦活動變化。

選擇氯胺酮是因為它目前被認為是一種安全的麻醉劑和鎮痛劑，用於治療包括狗、馬和羊在內的大型動物。研究人員給高劑量組的6隻羊單次高劑量氯胺酮(24毫克/千克)。起初，六隻羊表現出相同的大腦反應，但是在給藥兩分鐘後，五隻羊的大腦活動完全停止，一隻羊的大腦活動甚至停止了幾分鐘，這是一種前所未有的現象。

珍妮·莫頓教授說:「當氯胺酮對綿羊的影響消失時，它們的大腦活動確實異常，綿羊大腦活動的暫停時間與使用氯胺酮的患者的異常狀態一致，這可能是因為氯胺酮引起的大腦波動阻礙了我們對外部信息的正常處理。」

研究人員表示，這項研究的目的不是觀察氯胺酮對大腦的影響，而是將其作為一種工具來檢測有或沒有亨廷頓舞蹈症基因的綿羊的大腦活動。但是這個驚人的發現有助於解釋氯胺酮的工作原理。如果它打破了大腦不同區域之間的聯繫，它也將成為研究大腦網絡如何在健康大腦或神經系統疾病如亨廷頓氏病和精神分裂症中工作的有效工具。

進入假死狀態的開關

本周，《自然》雜誌也發表了兩項類似的研究。兩組研究人員獨立地發現了一種「大腦開關」，它可以使實驗小鼠進入類似冬眠的狀態，以減少能量消耗。

許多鳥類和哺乳動物，從蜂鳥到狐猴，可以降低體溫，進入假死狀態，以此來度過困難時期。一些動物冬眠過冬，而另一些動物可以暫時進入休眠狀態幾個小時或幾天。

研究人員也希望在人類身上引發類似的情況。哈佛醫學院的Sinisa Hrvatin說:「進入一種假死狀態可能會改變醫學，並打開通往旅行和生命延長等不可思議的可能性的大門。」

該小組發現，刺激下丘腦中的特定神經元群可以使實驗小鼠產生類似睡眠的狀態，甚至是那些進食充足的大鼠(這些神經元通常會阻止小鼠在進食充足時進入睡眠狀態)。

在另一項研究中，日本筑波大學的Takeshi Sakurai以不同的方式發現了同一個大腦開關。櫻井和他的團隊在老鼠身上尋找能產生一種叫做QRFP蛋白的神經元。先前的研究表明，這種蛋白質與休眠有關。研究人員發現，刺激這些神經元會導致動物進入睡眠狀態。

在人體內誘發類似的狀態可能有許多醫學用途，有助於治療從癌症到中風和事故造成的緊急傷害等疾病，但尚不清楚這種大腦開關是否也存在於人體內。

當生活按下暫停鍵

儘管我們聽說過在此之前支付一筆錢來冷卻死後的我們自己的項目，但是到目前為止，這些冰凍的人沒有一個成功地復活了甦醒。

讓人們處於假死狀態的技術的關鍵當然是「甦醒」和「復活」的能力。幾十年來，科學家和醫生一直在考慮讓人類進入假死狀態，但直到最近幾年才進行了可行的實驗。

去年11月，馬裡蘭大學醫學院的研究小組第一次成功地將一名患者置於「假死」狀態，按下「暫停按鈕」的患者在完成緊急手術後康復。

讓人類進入「假死狀態」是蒂赫爾曼領導的創傷急救臨床試驗的一部分。試驗的目的是為治癒可能導致死亡的傷口爭取時間。在臨床試驗中，將人置於「假死」狀態的技術是由蒂瑟曼發起的，並被正式命名為緊急保存和復甦(EPR)。

倫敦大學學院醫院的麻醉顧問、《極限:生命、死亡和人類極限》一書的作者凱文·方(Kevin Fong)評論說，緊急保存和復甦是一種嘗試，通過顯著降低垂死病人的體溫並迫使他們的生理機能進入慢動作來實現臨時保護。有時候，你只有幾秒鐘來拯救一個人的生命。預計EPR將把時間延長到幾分鐘甚至更長。

對創傷患者進行快速降溫的目的是將大腦活動減少到幾乎停滯，並減緩患者的生理功能，使外科醫生能夠獲得寶貴的額外時間(可能超過一個小時)進行手術。在很好地護理了病人的傷口後，它可以被加熱和復甦。

儘管研究人員明確表示「我們不是想把人送到土星，而是想給自己爭取更多的時間來拯救生命。」然而，不可避免的是，美國國家航空航天局(美國航天局)和歐洲航天局(歐空局)以及其他比例為0+的機構和雄心勃勃的技術企業家，如馬斯克和傑夫貝佐斯，將對蒂赫爾曼教授的研究成果產生濃厚興趣。

事實上，美國宇航局和其他人也在研究如何讓太空人進入麻木狀態，從而延長他們的新陳代謝。因此，在星際旅行中冷凍太空人可能比讓他們一直保持健康和快樂更容易。

儘管電子病歷技術的誕生是為了滿足臨終病人的需求，而實施電子病歷的醫生並沒有考慮在非醫療領域擴大應用，但這項技術肯定會為未來更熱情的應用開闢可能性。

一旦蒂瑟曼驗證了電子順磁共振技術的可行性，不管他願不願意，安裝一個「冷凍休眠機」到太空可能遲早會發生。

資料來源:https://www.nature.com/articles/ s 41598-020-66023-8