讓大腦“關機”，生命暫停技術還有哪些可能？
圖片來源@視覺中國
文丨學術頭條
氯胺酮是醫院麻醉科、急診室等科室常用的藥物，主要用于神經麻醉。在臨床工作中，氯胺酮被稱為“分離麻醉劑”，使用氯胺酮的患者會出現“靈魂出竅”和“完全遺忘”的瀕死狀態。
近日，英國劍橋大學的研究人員識別了氯胺酮讓大腦“關機”背后的原因，相關結果發表在 Scientific Reports 雜志上。
研究人員使用腦電圖（EEG）測量服用氯胺酮后動物腦電波的變化，驚奇地發現當藥物發揮療效，大腦主要為低頻活動，而當藥效消失，動物開始恢復知覺后，大腦活動在低頻和高頻之間轉換，起先不同頻率的脈沖并不規律，幾分鐘后變得規律起來。
該研究的主要作者，劍橋大學生理、發育和神經科學系 Jenny Morton 表示，“注射高劑量氯胺酮后，大腦活動不是減少，而是完全停止，我們之前從未見到過這個現象。雖然被麻醉的綿羊看起來像是睡著了，但它們的大腦卻關閉了，幾分鐘后，它們的大腦又恢復了正常運作。氯胺酮就像一個開關一樣。”
讓大腦活動完全停止
這個研究是亨廷頓氏舞蹈病大型研究項目的一部分。亨廷頓氏舞蹈病是一種運動、認知和精神異常的大腦疾病。該研究小組試圖識別亨廷頓氏舞蹈病患者服用不同藥物后出現不同反應的原因。而將綿羊作為研究對象，是因為綿羊被認為是人類神經系統紊亂(包括亨廷頓氏舞蹈病)最為合適的動物模型。
為了實施這一研究，研究人員選擇了 12 只綿羊作為研究對象，給這些綿羊注射不同劑量的氯胺酮，并使用 EEG 記錄它們大腦活動的變化。
之所以選擇氯胺酮，是因為目前氯胺酮被認為是安全的麻醉劑和鎮痛藥，且被用于治療包括狗，馬和羊等大型動物。研究人員將高劑量組中 6 只綿羊給予注射單次高劑量的氯胺酮（24mg/kg）。起初，六只綿羊出現了相同的大腦反應，但給藥兩分鐘后，其中 5 只綿羊大腦活動完全停止，其中一只綿羊大腦活動甚至停止了幾分鐘，這個現象以前從未見過。
Jenny Morton 教授說：“當服用氯胺酮的綿羊藥效消失后，它們的大腦活動實在是很不尋常，而且綿羊大腦活動出現停頓的時間與使用氯胺酮患者出現異常狀態的時間相一致，這很有可能是因為氯胺酮引起的大腦波動阻礙了我們對外界信息的正常處理。”
研究人員表示，這一研究的目的并不是要觀察氯胺酮對大腦的影響，而是把它作為工具來探測帶有和不帶有亨廷頓氏舞蹈病基因綿羊的大腦活動。但這一驚人的發現有助于解釋氯胺酮是如何發揮作用的。如果它破壞了大腦不同區域之間的鏈接，也將成為研究健康大腦或神經系統疾病，如亨廷頓氏癥和精神分裂癥中大腦網絡如何運作的有效工具。
進入假死狀態的開關
本周 Nature 雜志還發表了兩篇類似的研究，兩組研究人員獨立發現了一種“大腦開關”，這種開關可以使實驗小鼠進入類似冬眠的狀態，以降低機體能量消耗。
許多鳥類和哺乳動物，從蜂鳥到狐猴，都能夠降低體溫，進入假死狀態，作為在艱難時期生存的一種方式。一些動物冬眠過冬，另一些動物則可以短暫進入數小時或數天的休眠狀態。
研究人員也希望在人類身上誘發類似的狀態。哈佛醫學院的 Sinisa Hrvatin 說：“進入假死狀態，可能改變醫學，并為太空旅行和延長壽命等不可思議的可能性打開大門。”
研究小組發現，刺激下丘腦的特定神經元簇可以使實驗小鼠產生類似于休眠的狀態，即使是那些吃得很飽的老鼠也是如此（吃得飽時正常情況下這些神經元會防止小鼠進入休眠狀態）。
在另一項研究中，日本筑波大學的櫻井武(Takeshi Sakurai)用不同的方法發現了同樣的大腦開關。櫻井和他的團隊在小鼠身上尋找能產生一種叫做 QRFP 蛋白質的神經元，此前的研究表明這種蛋白質與休眠有關。而研究人員發現，刺激這些神經元會導致動物進入休眠狀態。
在人類身上誘發類似的狀態可能在醫學上有很多用途，有助于治療從癌癥到中風、意外事故導致的緊急傷害等各種疾病，但目前尚不清楚這種大腦開關是否也存在于人類身上。
當生命按下暫停鍵
雖然在此之前，我們已經聽說過支付一筆費用將自己死后冷卻起來的項目，但是到目前為止，這些凍起來的人，沒有一個能成功地蘇醒復活。
而能夠讓人處于假死狀態的技術，最關鍵的地方當然是在于能夠“蘇醒”和“復活”。幾十年來，科學家和醫生們一直在考慮讓人類進入假死狀態，但直到近些年才進行了可行的試驗。?
去年 11 月，美國馬里蘭大學醫學院的研究團隊首次成功讓一名患者進入“假死狀態”，按下“生命暫停鍵”的患者在完成急救手術后復蘇。
將人類進入“假死狀態”，這是 Tisherman 所領導的一項創傷急救臨床試驗的一部分，該試驗的目的是為治愈可能導致死亡的創傷爭取時間。臨床試驗中將人進入“假死狀態”的技術，由 Tisherman 開創，正式名稱為緊急保存和復蘇（emergency preservation and resuscitation，EPR）。
倫敦大學學院醫院麻醉師顧問、《極端：生、死與人體極限》一書的作者 Kevin Fong 對此評價道，緊急保存和復蘇是一種嘗試，通過顯著降低一個垂死病人的體溫，迫使他們的生理進入慢動作，以達到臨時保護的目的。有時候，你只有幾秒鐘的時間去搶救一個人的生命，通過 EPR 有望將時間延長到幾分鐘甚至更長。
對創傷受害者進行快速冷卻的目的，是使大腦活動減少到幾乎停滯，并使患者的生理機能減慢到足以使外科醫生獲得寶貴的額外時間（可能超過一個小時）來進行手術。照顧好患者的傷口后，即可對其進行升溫并復蘇。
雖然研究人員明確表示，“我們并不是為了要把人送到土星上去，我們在試圖為自己爭取更多的時間來拯救生命。”但是，不可避免的是，美國國家航空航天局（NASA）和歐洲航天局（ESA）等太空機構，以及像馬斯克和杰夫·貝索斯這樣雄心勃勃的科技企業家，將對 Tisherman 教授的研究成果產生了強烈的興趣。
事實上，包括 NASA 在內，也正在研究如何讓宇航員進入麻木狀態，從而延長他們的新陳代謝。因此，在星際旅行過程中，把宇航員們冷凍起來，可能比讓他們一直保持健康和快樂更容易。
雖然 EPR 技術是為了滿足瀕死病人的需求而誕生，實施 EPR 的醫生們也沒有考慮到要去拓展非醫學領域的應用，但這項技術在未來一定會為那些更狂熱的應用開辟可能性。
一旦 Tisherman 驗證了 EPR 技術的可行，不管他是否想要，裝一臺“冷凍休眠機”到太空都可能是遲早會發生的事情。
資料來源：
https://www.cam.ac.uk/research/news/high-doses-of-ketamine-can-temporarily-switch-off-the-brain-say-researchershttps://www.nature.com/articles/s41598-020-66023-8
https://www.newscientist.com/article/2245639-brain-switch-lets-us-control-a-kind-of-suspended-animation-in-mice/
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2387-5https://www.nature.com/articles/s41586-020-2163-6
https://mp.weixin.qq.com/s/DcLVQfMnzuv_tEIayr0Mow
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