麻醉对意识的影响得到了解决，解决了长达一个世纪的科学争论
如果没有全身麻醉，手术将是不可想象的，因此，尽管全麻在医学上已有175年的历史，但医生和科学家们一直无法解释麻醉药是如何使患者暂时失去意识的，这可能会令人惊讶。
斯克里普斯研究公司(Scripps Research)周四晚间在《美国科学院院刊》上发表了一项新研究美国国家科学院学报（PNAS)解决了这个长期存在的医学难题。利用现代纳米级显微技术，再加上在活细胞中进行的巧妙实验果蝇，科学家们展示了细胞膜上的脂质簇是如何在一个由两部分组成的机制中充当缺失的中间环节的。短暂的麻醉暴露会导致脂质群集从有序状态移动到无序状态，然后再返回，导致大量后续效应，最终导致意识的变化。
化学家理查德·勒纳博士和分子生物学家斯科特·汉森博士的发现解决了一个世纪之久的科学争论，这个争论至今仍在发酵:麻醉剂是否直接作用于细胞膜门离子通道或者它们以某种方式作用于细胞膜，以一种新的、意想不到的方式发出细胞变化的信号?两人说，经过近五年的实验、呼吁、辩论和挑战，得出的结论是，这是一个从膜开始的两步过程。麻醉药扰乱细胞膜内被称为“脂筏”的有序脂簇，以启动信号。
勒纳说:“我们认为，毫无疑问，这种新的途径正在被用于意识之外的其他大脑功能，使我们现在能够逐渐揭开大脑的其他奥秘。”
勒纳是美国国家科学院院士，曾任斯克里普斯研究所所长，也是斯克里普斯研究所佛罗里达州朱庇特校区的创始人。汉森是同一所学校的副教授，这是他的第一个职位。
以太穹窿
1846年，在波士顿麻省总医院的一个外科手术室里，乙醚诱导意识丧失的能力首次在一位肿瘤患者身上得到证明，这个手术室后来被称为“乙醚穹顶”。这个手术如此重要，以至于罗伯特·c·欣克利(Robert C. Hinckley)在一幅著名的画作《以太下的第一次手术》(First Operation Under Ether)中捕捉到了它。1899年，德国药理学家汉斯·霍斯特·迈耶和1901年英国生物学家查尔斯·欧内斯特·奥弗顿明智地得出结论，脂溶性决定了这种麻醉剂的效力。
汉森回忆说，在起草拨款申请以进一步研究这一历史性问题时，他求助于谷歌搜索，认为他不可能是唯一一个相信膜脂筏作用的人。让汉森高兴的是，他找到了勒纳1997年的数据PNAS的内生类似物的假设全身麻醉，提出了这样一种机制。汉森一直以来都很尊敬勒纳。汉森说，在圣地亚哥读博士预科时，他在一个地下室实验室工作，那里的窗户可以直接看到勒纳在斯克里普斯研究所的停车位。
“我联系了他，我说，‘你永远不会相信这个。你1997年的数据直观地描述了我现在在我们的数据中看到的情况，’”汉森回忆道。“太棒了。”
对勒纳来说，这也是一个激动人心的时刻。
“这是医学谜团的鼻祖，”勒纳说。“当我在斯坦福大学医学院读书时，这是我想解决的一个问题。麻醉具有如此重要的实际意义，我不敢相信我们竟然不知道这些麻醉药是如何使人失去意识的。”
汉森说，许多其他科学家经过一个世纪的实验，也在寻找同样的答案，但他们缺乏几个关键因素:首先，显微镜能够看到比光的衍射极限更小的生物复合物;其次，最近对细胞膜的性质以及构成细胞膜的各种脂质复合物的复杂组织和功能有了新的认识。
汉森说:“他们一直在寻找一整片脂质海洋，信号被冲掉了，他们只是没有看到它，这在很大程度上是因为缺乏技术。”
从有序到无序
汉森实验室的一名博士后研究人员使用了获得诺贝尔奖的显微技术，特别是一种名为dSTORM的显微镜，dSTORM是“直接随机光学重建显微镜”的缩写，他们将细胞浸泡在氯仿中，观察了一场台球比赛的开场镜头。汉森解释说，将细胞暴露在氯仿中会大大增加称为GM1的细胞膜脂簇的直径和面积。
汉森说，他所观察的是GM1星系团组织的转变，从一个紧密排列的球转变为一个混乱的团。当它变得无序时，GM1溢出了它的内容物，其中包括一种叫做磷脂酶D2 (PLD2)的酶。
汉森用荧光化学物质标记PLD2，并通过dSTORM显微镜观察到PLD2像台球一样从其GM1的大本营移动到另一个不太受欢迎的脂质簇，即PIP2。这激活了PIP2簇内的关键分子，其中包括TREK1钾离子通道及其脂质激活剂磷脂酸(PA)。汉森说，TREK1的激活基本上冻结了神经元的放电能力，从而导致意识丧失。
汉森说:“TREK1钾通道释放钾，这使神经过度极化，使其更难放电，并关闭它。”
勒纳坚持认为，他们在活体动物模型上验证了这一发现。常见的果蝇黑腹果蝇提供了这一数据。在果蝇中删除PLD表达使它们对镇静的影响产生抗性。事实上，他们需要两倍剂量的麻醉剂来证明同样的反应。
他们写道:“所有的苍蝇最终都失去了意识，这表明PLD有助于设定一个阈值，但并不是控制麻醉敏感性的唯一途径。”
汉森和勒纳说，这些发现提出了许多诱人的新可能性，可以解释大脑的其他谜团，包括导致我们入睡的分子事件。
勒纳最初在1997年提出了“脂质基质”在信号传递中的作用的假设，这一假设源于他对睡眠生物化学的研究，以及他发现的一种被他称为“油酰胺”的催眠脂质。汉森和勒纳在这个领域的合作仍在继续。
汉森说:“我们认为这是根本性的，但还有很多工作要做，需要很多人来完成。”勒纳表示同意。
他说:“人们将开始研究你能想到的一切:睡眠、意识，以及所有相关的疾病。”“以太是帮助我们理解意识问题的礼物。它揭示了一个迄今为止未被认识到的途径，即大脑显然已经进化到控制更高阶的功能。”
进一步探索
