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三人谈——麻醉与脑科学

受邀访谈专家




采访背景


  脑科学是目前麻醉学科最热、最前沿的研究领域之一。随着脑科学和认知神经科学的发展,人们对人类认知本质和发展规律的认识日渐深入,也为麻醉学领域的研究开展提供了条件。《麻醉·眼界》杂志特邀上海交通大学医学院附属仁济医院俞卫锋教授、第四军医大学西京医院董海龙教授、首都医科大学附属北京天坛医院韩如泉教授共同探讨“麻醉与脑科学”这一话题。



主题1 麻醉学科与脑科学的紧密联系


  俞卫锋教授引导发言:在脑科学中有许多问题与麻醉学科有着密切联系,那么麻醉学科是否应当积极开展脑科学研究?开展脑科学研究对于麻醉学科的发展是否有帮助?


  董海龙教授:“借助脑科学技术的帮助,麻醉学领域的许多问题得以解答;脑部疾病和脑功能相关问题的探索,同样也需要麻醉学专家的参与和帮助。”


  首先,麻醉学科与脑科学有着十分密切的关系。麻醉药物对中枢神经系统的影响,全身麻醉与术后认知功能障碍(POCD)、术后谵妄(POD)的联系,围术期神经功能保护等,都是麻醉学专家长期以来的研究方向。


  其次,每一位麻醉科医生都应该密切关注脑科学领域的进展。脑科学已经进入了一个全新的时代,近几年开展了许多麻醉学科与脑科学对话的活动,如天坛·国际神经外科麻醉论坛、国际麻醉学基础与临床研究论坛等,为麻醉学专家带来了很好的研究思路,脑科学研究中经常运用的光遗传技术、化学遗传技术和神经调控技术等,也为麻醉学专家认识全麻药物的作用机制提供了较好的技术支持。


  第四军医大学和加拿大渥太华大学研究团队就联手在《Journal of Clinical Investigation》发表最新研究,不仅得出“内源性大麻素除了调节学习记忆和疼痛等生理作用,还参与调控全身麻醉”的重要结论,并描绘出了内源性大麻素调控全麻后意识恢复的关键意识神经环路,这一研究结果对于认识全麻药物的作用机制,具有重要的推动意义。由此可见,借助脑科学技术的帮助,麻醉学领域的许多问题得以解答;脑部疾病和脑功能相关问题的探索,同样也需要麻醉学专家的参与和帮助。


  韩如泉教授:“麻醉学科积极开展脑科学研究,既顺应了时代潮流,也利于自身的学科发展。”


  21世纪是脑科学世纪,近年美、欧、日等国家纷纷提出自己的“脑计划”。中国“脑计划”也呼之欲出,其呈现“一体两翼”的布局特点,即以研究脑认知的神经原理为“主体”,研发脑重大疾病诊治新手段和脑智能新技术为“两翼”。麻醉学科积极开展脑科学研究,既顺应了时代潮流,也利于自身的学科发展。


  麻醉学科参与脑科学研究具有独特的优势:①我们可以借鉴其他脑科学的研究思路和方法开展麻醉相关脑研究,如全身麻醉机制等;②麻醉学科拥有强大的平台优势,利用平台优势开展围术期脑功能的监测与保护;③未来麻醉科医生可以尝试将人工智能、模拟脑融入麻醉操作中;④中国人群的脑部疾病尤其是脑血管疾病的发病率和死亡率居高不下,中国医院拥有很大的病例资源优势,足以展开相关领域的多中心大样本临床研究。总而言之,麻醉学科参与脑科学研究,机会无穷、潜力无穷。


  俞卫锋教授:“麻醉学科介入到脑科学研究中,既能够促进麻醉学科的发展,也有利于人才的培养、学科的发展和进步。”


  麻醉学科介入到脑科学研究中,可谓天经地义、理所应当。


  第一,麻醉科医生每天的日常工作,一是解决疼痛问题,二是解决手术患者睡眠-觉醒转换的问题,这些都与脑科学紧密相关。目前我们并不了解全麻药物的作用机制,麻醉科医生更应该参与到相关研究中,探寻全麻药物作用机制,以便更好地开展日常工作。


  第二,我国脑血管疾病发病率逐年递增,麻醉科医生每天都可能接触到神经外科手术患者的术前评估、围术期管理、术后监测等工作,自然而然的,麻醉科医生就与脑血管疾病紧密相连。


  第三,随着新兴技术的发展,麻醉科医生需掌握更多的脑功能监测手段以了解手术患者的麻醉深度、意识状态以及麻醉药物引起的不良反应等。因此,麻醉学科介入到脑科学研究中,既能够促进麻醉学科的发展,也有利于人才的培养、学科的发展和进步。



主题2 麻醉学科与全麻机制探寻


  俞卫锋教授引导发言:全麻机制的研究是麻醉学科的核心科学问题之一,您觉得在此领域开展研究会遇到哪些难题?为突破这些难题您带领的研究团队做过哪些尝试?


  董海龙教授:“全麻药物引起意识消失的机制是麻醉学领域亟待解决的核心问题,理念问题和技术问题是目前研究中遇到的两大难题。”


  全麻药物引起意识消失的机制是麻醉学领域亟待解决的核心问题。董海龙教授团队在此方面做了大量工作,目前在研究中遇到的难题分为两个层面。第一个层面是理念问题,从宏观角度还是微观角度来展开研究?关于全麻药物的作用机制,从最早迈耶(Meyer)等人提出一元论脂质学说,到20世纪80年代英国学者弗兰克斯(Franks)等人提出蛋白质学说,认为细胞膜上的受体、通道等蛋白结构可以与麻醉药物结合并相互作用。目前,越来越多的学者倾向于用神经网络调控学说来解释全麻药物机制。


  董海龙教授认为,神经网络调控学说和蛋白质学说是对立统一的,因为神经网络发挥调控作用的基础是特定投射发挥作用,而特定投射类型又基于独立的神经单元。董海龙教授团队近期的合作研究结果也表明,突触间存在以内源性大麻素为介导的逆向突触调节,内源性大麻素通过作用于神经环路中的不同节点,发挥不同作用,导致下游信号改变,从而调控麻醉后的意识觉醒,这一研究结果初步验证了两者对立统一的关系。


  第二个层面是技术问题,即如何调控复杂神经网络中不同核团、不同细胞类型、不同投射类型所引起的变化。虽然已经有了光遗传学、化学遗传学技术,甚至深部脑光纤成像系统等手段帮助研究者观察神经细胞活动的变化,但是不同类型的细胞难以做到多级集成调控,希望随着技术手段的提升,未来可以解决这一难题。


  韩如泉教授:“如果麻醉科医生能够结合功能神经外科的手段和方法,来研究全麻或围术期神经功能障碍的机制,将有很大的发展空间。”


  韩如泉教授认为,在全麻机制探寻的研究中,基础研究和临床研究同样重要。近年来,功能神经外科发展非常迅速,其重点在于通过干扰神经核团治疗疾病。如果麻醉科医生能够结合功能神经外科的手段和方法,来研究全麻或围术期神经功能障碍的机制,将有很大的发展空间。


  韩如泉教授所在的首都医科大学附属北京天坛医院每年完成大量的神经外科手术,为麻醉科医生提供了非常好的研究平台和资源。结合多年临床经验,韩如泉教授研究团队发现,脑肿瘤患者在接受不同的麻醉镇静药物后,会表现出不同比例的语言、肢体活动障碍。例如接受咪唑安定治疗的脑肿瘤患者发生可逆性神经功能障碍的比例较高;接受丙泊酚治疗的脑肿瘤患者发生可逆性神经功能障碍的比例较低;而在非脑肿瘤患者中则没有表现出这种特点。基于这一现象,研究团队利用功能性磁共振成像(fMRI)技术,探讨几种常用麻醉药物对于大脑功能连接性的影响,该研究正在进展中。


  俞卫锋教授:“结合手术患者不同的病情和不同的临床干预手段,来开展临床研究,是一个很好的途径。”


  开展科学研究,首先,解决理念问题,即树立正确的研究方向,对于脑科学相关研究,确立正确的研究方向至关重要;其次,采用先进手段,神经科学新技术和手段的发展,都给麻醉科医生提供了很好的技术支持。


  诚如韩如泉教授刚才提到,结合手术患者不同的病情和不同的临床干预手段,来开展临床研究,是一个很好的途径。中国不缺乏患者资源,尤其像首都医科大学附属北京天坛医院这样以神经外科为重点科室的医院,开展脑科学临床研究大有可为。



主题3 麻醉学科与脑心同治


  俞卫锋教授引导发言:脑心同治是近年来的研究热点,您所在的研究团队在脑心同治领域开展过哪些研究?


  韩如泉教授:“在脑心同治理念下,麻醉科医生需要完善脑功能监测、维持血流动力学稳定和脑氧供需平衡,同时不能忽略心功能监测,这些都对麻醉科医生提出了一系列挑战。”


  脑心同治是近年来医学领域关注的热点话题,韩如泉教授团队在此方面进行了一些探索。


  第一,脑心相互作用。首都医科大学附属北京天坛医院收治的颅脑外伤(TBI)、蛛网膜下腔出血和高压性脑出血患者有一个典型特点,往往都会出现心脏疾病表现,甚至出现脑心综合征。这些疾病发生的机制及病理生理学特点是什么,为了揭开谜底,研究团队通过超声技术观察此类患者的心脏变化,并收集患者的血清心肌酶谱,探究脑心相互作用。


  第二,脑心同治方式。合并脑血管疾病患者的全身血管都会发生类似病变,这时无论先解决脑血管疾病或是心血管疾病,都将给另一个器官带来严重的并发症。由此,复合手术应运而生,既可同时解决心血管和脑血管疾病,又可避免患者预后不良的问题。在脑心同治理念下,麻醉科医生需要完善脑功能监测、维持血流动力学稳定和脑氧供需平衡,尤其不能忽略心功能监测,这些都对麻醉科医生提出了一系列挑战。


  董海龙教授:“脑心损伤的发生机制有相似之处,其在防治措施上也有共通之处。”


  在熊利泽教授牵头开展的缺血性心脑损害防治过程的相关研究中,我们发现了一个有意思的现象,即脑心损伤的发生机制有相似之处,其在防治措施上也有共通之处。董海龙教授团队目前正在与其他大学合作进行肢体远端缺血预处理的研究项目,这也是脑心共治的一个典型案例,期待在此领域做出更多探索。


  俞卫锋教授:“脑心同治理念既体现了整合医学的思想,也体现了多学科协同诊疗的观念。”


  大脑作为中枢神经系统的最高级部分,其对于包括心脏在内的外周器官起支配作用;反之,心脏对大脑也有一定影响,例如心房栓子脱落导致脑梗塞等。因此,并不能简单下结论,大脑对心脏有支配作用,而心脏对大脑没有影响。血管性疾病通常表现为全身性疾病,出现心血管硬化的患者通常也合并脑血管硬化,因此,两者的治疗方式具有相通性。


  脑心同治理念既体现了整合医学的思想,也体现了多学科协同诊疗的观念,临床医生不仅治疗单一器官,更应该把患者当成一个整体来治疗。


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