小脑浦肯野细胞协同运动皮层神经元活动促进麻醉-意识恢复

全麻镇静药物可能通过激活睡眠系统或抑制觉醒系统引起机体出现意识消失、顺行性遗忘、感知抑制等。在麻醉诱导意识消失到觉醒的过程中，部分患者可能会出现脑功能障碍，如躁动、苏醒延迟和谵妄等，这些问题可能与意识恢复过程神经网络重新构建有关。全麻药物可能成为探究觉醒和意识神经环路的有效工具，解析麻醉-觉醒过程特定觉醒网络信息输入和整合的时空变化，有助于明确促觉醒网络的调控靶点。

为解决上述问题，汉大学中南医院张宗泽教授、中国科学院精密测量院王杰研究员和浙江大学求是讲席教授、帝国理工学院麻醉学教授马大青团队共同合作发现小脑第V小叶蚓部（5Cb）与初级运动皮层（M1）存在结构和功能性连接。在吸入麻醉药七氟烷诱导小鼠意识消失-恢复过程中，5Cb和M1的神经元活动和神经递质释放同脑电出现同步振荡的相互切换现象。有趣的是，在意识恢复早期，5Cb的浦肯野细胞活动和神经递质释放与脑电图（EEG）Gamma频段高度相关，此时激活5Cb浦肯野细胞，促进小鼠意识恢复；相反，抑制浦肯野细胞则延迟苏醒。本工作证实小脑浦肯野细胞可能在麻醉后恢复觉醒的过程中扮演重要作用。相关研究成果以《Cerebellar Purkinje cell firing promotes conscious recovery from anesthesia state through coordinating neuronal communications with motor cortex》为题，发表在《Theranostics》杂志上。

本研究的临床病例与临床前研究结果在一定程度上解释了重症监护室昏迷患者在出现运动和意识分离后在1年内的预后恢复不佳的现象。因此，小脑作为皮层负反馈信息输入的耦合器，可能是调控早期觉醒的关键脑区。

文章信息：

Zhu J, Chen C, Liu X, He M, Fang Y, Wang L, Jia J, Guo J, Zhao Z, Gao C, He J, Xu C, Xu F, Ma D, Wang J, Zhang Z. Cerebellar Purkinje cell firing promotes conscious recovery from anesthesia state through coordinating neuronal communications with motor cortex. Theranostics 2024; 14(2):480-495. ttps://www.thno.org/v14p0480.htm

作者简介：

张宗泽，武汉大学中南医院麻醉科首席专家，主任医师，博导，美国俄亥俄州立大学和德国爱尔兰根大学访问学者。现任中华医学会第五届医疗鉴定专家库成员；中华医学会麻醉学分会委员；中华医学会麻醉学分会产科麻醉学组副组长；中国心胸血管麻醉学会胸科麻醉分会常务委员，中国神经科学学会麻醉与脑功能分会委员等，《中华麻醉学杂志》编委。近年以通讯作者发表学术论文60余篇（其中SCI 20篇），获湖北省科技进步二等奖。

王杰，研究员，博导，中国科学院大学教授，香港中文大学洪克协疼痛研究所荣誉研究员，华中科技大学兼职教授，中科院青年创新促进会会员，湖北省杰青，湖北省科协“荆楚科普大讲堂”报告团成员。现任中国神经科学学会麻醉与脑功能分会—青年副主任委员，中国图学学会医学图像与设备专业委员会—常委等。主持4项国家自然科学基金等十余项基金，在PNAS，Journal of Clinical Investigations（高被引论文），Molecular Psychiatry，British Journal of Anaesthesia等期刊以第一/通讯作者发表SCI论文53篇。

马大青，教授，欧洲科学院士，英国皇家麻醉学院院士，浙江大学求是讲席教授，博导。长期从事麻醉机理及围术期医学研究，特别在大脑和肾脏保护，术后认知障碍和谵妄，麻醉手术后肿瘤复发的分子机制等研究领域取得了国际公认重要研究成果。获得MRC、Alzheimer's Society/BupaFoundation、BJA/RCoA、AAGBI、威斯敏斯特医学院研究基金、SPARKS、欧盟、欧洲麻醉协会等40项基金资助。在国际期刊上发表著作、论著、综述350余篇 (H index 79 + citation > 22，000)，获欧洲麻醉及重症医学会（ESAIC）Andreas Hoeft奖。