产生人类意识的神经机制被描述为现代医学中最伟大、最深奥的谜团之一。每年有数百万患者使用全麻诱导意识丧失(LOC)，这为确定各种神经回路是否在促进或恢复意识中发挥关键作用提供了独特的机会。许多全身麻醉药，包括丙泊酚(用于诱导和/或维持人体全身麻醉的最广泛的麻醉药)，部分是通过增强氯化物通过GABAA受体流入导致神经抑制来诱导LOC。在全身麻醉的初始阶段，称为诱导，给药一剂麻醉药物，导致LOC。意识的特点是清醒、觉醒、认知、自我意识和对环境的意识。LOC可以通过患者对临床医生的口头命令缺乏反应来很容易地评估。

然而，一种有趣的现象被称为矛盾兴奋也可能发生在麻醉药物的初始管理。当以低剂量使用时，几乎所有临床使用的麻醉药物都可能诱发神经元激活的行为体征，如偏心的身体运动和脑电图(EEG)上β活动的短暂增加(13 - 25hz)。因此，许多麻醉药在引起无意识之前似乎自相矛盾地刺激了大脑。麻醉师和神经科学家目前无法解释麻醉药是如何引起矛盾兴奋的。

AMPK被称为细胞代谢的主要调节因子，可以延长几种模式生物的寿命和健康寿命，存在于哺乳动物的整个大脑中(例如丘脑、下丘脑、纹状体、海马体和皮层的神经元)，并被细胞应激(即ROS、Ca和Ca的增加)激活^{2 +}、AMP/ATP比值等)。活性氧和钙的增加^{2 +}AMPK被几乎所有在维持意识中起关键作用的神经递质激活(如谷氨酸、乙酰胆碱、组胺、食欲素- a、多巴胺和去甲肾上腺素)，也被几种通常用于诱导和/或维持人类意识丧失的麻醉药物激活(如异丙酚、七氟醚、异氟醚、氯胺酮、右美托咪定和咪达唑仑)。事实上，异丙酚已被证明可以抑制线粒体电子传递链功能并增加人神经母细胞瘤细胞中的ROS水平，这种作用通过添加AMPK激活剂二甲双胍而增强。二甲双胍还能促进脑室下区和齿状回的神经发生在体外和在活的有机体内，潜在地促进大脑的修复和从意识障碍(如昏迷)中恢复。各种加速麻醉苏醒的化合物，包括尼古丁、咖啡因、福斯克林和乙醇也能激活AMPK。因为异丙酚增加Ca2+水平并激活PBN神经元(对维持意识至关重要)，就在大鼠的翻正反射丧失和恢复之前(分别类似于人类的意识丧失和恢复)，异丙酚在低剂量下可能是兴奋的，促进矛盾的兴奋，并可能通过细胞应激诱导促进意识的恢复。

麻醉诱导的矛盾兴奋也被证明在非哺乳动物生物体，与线虫的暴露秀丽隐杆线虫使用挥发性麻醉药最初会导致运动的反常增加，随后是逐渐缺乏协调性，不动，最终失去反应。神经AMPK (aak-2)缺失秀丽隐杆线虫)抑制运动，而异氟醚在秀丽隐杆线虫．此外，麻醉药物乙醚最近被证明能在植物中诱导一种“镇静”效应，其典型表现是对通常诱导捕蝇草运动的刺激缺乏反应。然而，初步数据表明，活性氧的产生是通过冷(即室温)等离子体诱导的维纳斯捕蝇草的激活和陷阱关闭来实现的，这表明细胞应激诱导AMPK激活的共同机制跨越了物种界限，是麻醉诱导的矛盾兴奋现象的基础。

麻醉药和ROS的增加也被证明可以促进种子萌发(类似于矛盾兴奋)和AMPK(植物中的SnRK1)、ROS和Ca^{2 +}促进花粉萌发和受精拟南芥．此外，尽管植物没有神经系统，但它们产生几乎所有的神经递质(如谷氨酸、乙酰胆碱、组胺、多巴胺、血清素和去甲肾上腺素)，这些神经递质对维持人类意识至关重要，生物和非生物应激源已被很好地描述为增加植物中这些神经递质的产生和活性。由于一些在人类意识中起关键作用的神经递质也作为预处理剂(如谷氨酸、乙酰胆碱、组胺、多巴胺和去甲肾上腺素)，神经递质激活细胞应激诱导AMPK的共同机制可能已经进化保守，以促进人脑神经元的激活。

最后，细胞应激和AMPK激活可能将人类意识与看似不同的生理和病理生理现象联系起来，包括衰老(二甲双胍和AMPK缓解加速衰老)、人类生殖(应激和AMPK对卵母细胞成熟和精子顶体反应至关重要)、基因调控(例如转座因子，应激有利于激活人类细胞中的“跳跃基因”)、血浆药物(冷血浆通过增加ROS在细胞中诱导有益作用)、冥想(冥想增加人类AMPK信号通路中的基因)、异种共生(即年轻血液，年轻血浆激活AMPK)、蠕虫再生(应激和AMPK在蠕虫身体部位的再生中起着至关重要的作用)和应激诱导的细菌CRISPR-Cas激活(如基因编辑技术、包括营养饥饿和温度胁迫在内的各种应激源激活细菌中的CRISPR-Cas系统)。

Jahahreeh芬利
芬利生物科学公司，休斯顿，德克萨斯州，美国

出版

细胞应激和AMPK将二甲双胍和多种化合物与麻醉加速复苏和意识障碍的潜在恢复联系起来。
芬利J
医学假说。2019年3月

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