在不影响意识的情况下研究意识

对意识的研究经常遇到一个共同的科学难题——如果不测量影响系统，就很难测量一个系统。研究人员评估意识，例如当志愿者接受麻醉时，通常使用口头命令来查看受试者是否仍然可以做出反应，但这种声音可能会让他们保持清醒更长时间或比正常人更早醒来。一项新的研究不仅验证了一种在没有外部刺激的情况下评估意识的方法，还发现它可能更精确。

“我们想衡量人们何时从有意识到无意识的转变，反之亦然，但是一旦你要求某人做某事，这是评估这一点的经典方式，你现在已经影响了他们并破坏了这个过程，”英国麻醉杂志该研究的第一作者Christian Guay说。

Guay是麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所神经科学统计研究实验室的研究合作者，也是马萨诸塞州总医院(MGH)的麻醉师和重症监护研究员。“我们认为意识状态转换很有趣，因为它们在大脑中非常动态，但介导这些转换的神经机制尚未完全理解，部分原因是我们如何评估这些转变。

此外，Guay是与圣路易斯华盛顿大学的共同作者和前同事合作的一部分，以测试闭环声学刺激方法是否可以增强右美托咪定介导的镇静作用。出于这个原因，他们需要一种评估意识的方法，不需要可能混淆结果的声音。

因此，研究小组发现了一种不同的，很少使用的方法，该方法于2014年由睡眠研究人员首次描述。在输液开始之前，他们指示他们的14名志愿者在吸气时用手挤压力传感器，并在呼气时释放它。

然后药物开始流动。当受试者停止执行“呼吸挤压任务”时，他们被判断为失去了反应能力，当他们在剂量逐渐减少后恢复时，他们被判断为恢复了反应能力。重要的是，在最初的指导之后，研究人员没有持续的外部刺激。任务是内部提示的。

一直以来，研究人员都在头皮周围使用64个电极记录受试者的大脑节律。他们观察到右美托咪定效应的明显模式 - 例如枕部区域~10Hz“α”节律功率下降，随后随着人们失去反应能力，慢得多的“delta”波功率增加，然后在他们醒来时逆转。

由于他们的方法，他们没有看到听觉刺激的伪影破坏了之前的研究中的这些模式，该研究使用声音来测量接受相同麻醉剂的人的意识。此外，在两项研究期间对大脑中药物浓度的估计表明，呼吸挤压方法在较低浓度的药物下检测到比声音刺激方法更敏感的反应性丧失，这表明它更敏感。

“这种评估意识丧失和恢复的方法消除了通常使用的传统外部刺激的显着混淆，”该研究的共同资深作者Emery N. Brown，麻省理工学院Picower研究所医学工程和计算神经科学的Edward Hood Taplin教授以及MGH的麻醉师和哈佛医学院的Warren M. Zapol麻醉教授说。“我们渴望将这项技术应用于我们对其他麻醉剂的研究。

在麻省理工学院和MGH，布朗正在领导一项新计划，即大脑唤醒状态控制创新中心(BASCIC)，以更好地将麻醉学和研究统一到大脑唤醒系统的神经科学中，以便它们能够相互告知和改进，并产生新的临床创新。

Guay是这项工作的成员，他指出，随着研究人员更好地了解从意识到无意识的转变，他们可以帮助更好地治疗失眠，如果他们更好地了解醒来的过程，他们可能能够提高昏迷逆转的机会。改进评估意识转变的方法是这些努力的关键。

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