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【百年醫學謎題】麻醉藥可「騎劫」睡眠神經 抑制活動及痛楚

2019/4/23 — 13:07

資料圖片,圖片來源:網絡片段截圖

資料圖片,圖片來源:網絡片段截圖

《三國演義》中,關羽中毒箭後直接開刀刮骨療毒,勇氣為人驚嘆。自麻醉藥面世後,現代人無需再如關公般忍受劇痛接受手術;可是,科學家一直未清楚麻醉藥運作機制。上周刊於《Neuron》的報告或助解答此謎團。

麻醉藥早於 1846 年研發和應用,但百多年來,科學家一直都未確認這種神奇藥物的運作機制。科學家以往認為麻醉藥如睡眠都是透過抑制腦部活動大幅減低肌肉活動或痛楚。不過近年研究開始挑戰此說,指睡眠時人體部份腦部區域反而變得活躍,從而控制睡眠活動。

杜克大學神經科學家 Fan Wang 的團隊懷疑,麻醉藥可能與睡眠機制相似,不止能抑制神經活動,還會令其他腦神經活動變得活躍。

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為測試此說,研究團隊首先在小鼠中測試多種常用麻醉藥,並利用分子標記追蹤哪些神經元被麻醉藥刺激而變得活躍。她們發現腦部其中一小撮名為視上核 (supraoptic nucleus) 的神經細胞組竟活躍起來,此區域已知會釋出包括抗利尿激素 (vasopressin) 的大量荷爾蒙至血管中。

研究人員之後再利用光遺傳學技術或化學物質控利此組神經細胞。她們發現當細胞群受刺激活動後,小鼠隨即停止活動及進入慢波睡眠 (slow-wave sleep) 狀態。相反,當研究人員抑制或移除這組細胞後,小鼠則無法再入睡。

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基於這些發現,研究人員再用麻醉藥測試小鼠腦部活動。她們發現如果預先刺激視上核的話,麻醉藥藥效時間則會增加。不過,當她們抑制視上核活動的話,小鼠則更易甦醒過來。

團隊指,今次研究更揭示視上核對於深層睡眠的影響。她指出,不少失智症病人均有失眠問題,但現有藥物一般都有一定副作用,未必適合病人使用。未來或者可以透過此組神經細胞找出相應荷爾蒙或肽 (peptide) ,研發出新的睡眠藥物。

今次研究雖未能完全揭開麻醉藥藥效機制,但仍初步幫助科學家了解它們可影響到的神經細胞,以及與睡眠機制的關係。 

來源:
Duke University, General Anesthesia Hijacks Sleep Circuitry to Knock You Out, 18 April 2019

報告:
Jiang-Xie, L., Yin, L., Zhao, Sh., Han, B, Dzirasa, K. & Wang, F. (2019). A Common Neuroendocrine Substrate for Diverse General Anesthetics and Sleep. Neuron, Published Online. DOI: 10.1016/j.neuron.2019.03.033

文/Edward Ho 、 審核/Alan Chiu

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