如今，麻醉时代始于1846年，当时一位名叫爱德华·阿伯特的男子因下颌处有一个痛苦的肿块来到马萨诸塞州总医院。牙科外科医生威廉·托马斯·格林·莫顿将此病例视为在医院礼堂中测试其麻醉呼吸器的绝佳机会。在挤满了外科医生的人群面前，莫顿让阿伯特吸入装在一个小玻璃球里的、闻起来甜甜的液体（即乙醚）的蒸汽。吸入几分钟后，阿伯特便失去了知觉。
在随后的150年里，医生们显著改进了他们的技术——乙醚会让患者呕吐，而且易燃，足以引发手术中爆炸——但关于麻醉如何起作用，仍有一些悬而未决的问题。
麻醉剂如何减缓大脑活动
这并不是说没有取得进展。医生们现在以更可控的方式递送更安全的麻醉剂，并且在理解这些药物在分子层面上如何起作用方面取得了巨大进步。帝国理工学院的生物物理学和麻醉学教授尼克·弗兰克斯说：“历史上，人们认为这些是非常非特异性的化合物。”现在，他补充说，研究人员已经确定了麻醉剂用来改变我们意识的具体大脑分子。
弗兰克斯说，大多数麻醉剂的低剂量是通过影响我们脑细胞的受体来起作用的。这些受体就像是分子进出这些细胞的通道。包括丙泊酚、硫喷妥钠和氟烷在内的几种麻醉剂，会增加通过一种称为GABA受体的特定“端口”的分子流量。该受体通常允许γ-氨基丁酸（GABA）通过，这是一种抑制大脑活动的重要分子。通过增加GABA受体的活性，麻醉剂会进一步减缓大脑活动。
弗兰克斯和他的同事比尔·维斯登对麻醉剂右美托咪定（通常称为Dex）特别感兴趣。这种药物会阻断脑干中兴奋我们大脑的去甲肾上腺素分子的信号传递。由于脑干对于维持意识至关重要，因此阻断这些受体会使患者镇静。
睡眠和麻醉有什么区别？
我们在麻醉方面的确定性在将分子变化与特定神经通路联系起来，或理解类似睡眠状态的主观体验方面有所不足。麻醉剂的各种不同效果也使研究变得更加复杂。例如，维斯登说，Dex会产生一种“类似非快速眼动睡眠”的状态。患者可以被短暂唤醒——例如，让他们翻身或更换敷料——然后再重新失去知觉。
维斯登补充说：“当你观察睡眠时发生的电波以及你服用这种特殊镇静剂时发生的电波，它们看起来非常相似。”其他麻醉剂，如丙泊酚，则有不同的效果。在高剂量下，丙泊酚会基本停止所有大脑活动，除了维持基本生命所需的部分。
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像Dex这样的模拟睡眠的麻醉剂，并不能完美模仿。睡眠时发生的生理变化，例如体温和心率的波动，在Dex下也会发生，但更强烈——这就是为什么医疗专业人员必须在医院环境中给药。如果自然睡眠是通过小心地调整几个不同的参数来降低我们的意识来实现的，那么麻醉则涉及更激进地调整这些参数。
我们为何需要更好的麻醉剂
全身麻醉现在非常安全，与麻醉相关的死亡发生率低于十万分之一。然而，麻醉仍然可以改进——与麻醉引起的体温变化相关的并发症仍然是一个令人担忧的问题。如果我们能更好地理解麻醉并创造出更有效地模仿自然休息的药物，将对患者带来巨大的好处。弗兰克斯说：“睡个好觉后，你会感觉更好。”“虽然这受到你可能接受的任何手术或程序的混淆，但麻醉后你通常不会有这种感觉。”
尽管弗兰克斯和维斯登对药物开发不感兴趣，但他们认为Dex是探索如何制造一种能让你感觉精力充沛的麻醉剂的“理想”药物，因为它最接近模仿自然睡眠。一些研究甚至建议该药物可改善术后患者的睡眠质量。即使Dex在分子层面的作用机制是清楚的，但当它影响我们大脑中的所有受体时，它会做什么——甚至那些受体在哪里——仍然是一个谜。
随着我们绘制大脑及其活动图谱的工具不断改进，我们将更接近开发出感觉更像一夜好眠的麻醉剂。
这个故事是《流行科学》“有问必答”系列的一部分，我们在这里回答你最离奇、最烧脑的问题，从普通到怪诞。有什么你一直想知道的事情吗？问我们吧。
