氯胺酮因具有麻醉、止痛、抗抑郁等用途而广泛应用于临床，但是同时它也有特殊的精神效应：感知扭曲、认知损伤以及身体与环境的分离感，所以它又被叫作“分离体验式麻醉剂”。目前为止我们尚不清楚氯胺酮引起的分离体验的神经学机制，因此来自密歇根大学的P.E.Vlisides等研究者探索了氯胺酮亚麻醉剂量下被试的主观体验和伴随的脑电改变，本研究发表在杂志《British Journal ofAnaesthesia》。

关键词：氯胺酮 意识 脑电 功率 溯源

研究招募了15位被试，利用128导脑电设备（EGI Hydrocel Nets）记录他们在亚麻醉剂量氯胺酮（0.5mg/kg在40分钟内）注射之前、之中和之后的脑电，在氯胺酮暴露之后利用调查问卷测量其意识状态改变的情况，并聚焦于特定频段和区域分析了头皮电极水平和源水平的EEG改变，对氯胺酮亚麻醉状态下和基线状态之间的EEG区别进行源定位分析，探索氯胺酮精神效应可能的作用位点，最后尝试性地将观察到的EEG变化与意识状态变化进行相关性分析，考察与氯胺酮精神效应相关的频段和源位点。

图一是实验流程图：首先5分钟的静息态记录，随后是40分钟的氯胺酮注射，然后注射昂丹司琼防止呕吐，同时是3-15分钟的休息时间，最后进行意识状态变化问卷调查。整个实验流程都同时记录EEG。

图1：研究流程的示意图。实验先是5分钟基线（被试安静闭眼），然后是40分钟的氯胺酮麻醉注射（总剂量0.5mg/kg）。注射完成之后，为了预防被试恶心呕吐反应，注射了昂丹司琼。意识状态变化问卷在短暂的休息之后被完成。EEG数据在整个上述实验流程中被记录。ASC:意识状态变化。

表1是意识状态变化问卷中测量的精神维度以及对应的定义。

表1：意识状态变化术语和定义。术语的定义描述每一种精神维度下的具体表现。术语一般与正面、负面体验和情绪有关。

对亚麻醉状态和基线状态的频谱分析发现：亚麻醉状态下所有低频段（δ、θ、α和β）相较于基线都呈现功率降低（图2A），并且α频段在顶叶（-0.94 dB, P<0.001）和枕叶（-1.8 dB,P<0.001）降低得最多（图2B）,时频图都呈现出各频率段功率随氯胺酮麻醉时间的推移而降低（图2C、D），地形图也证明氯胺酮亚麻醉效应造成的各频段功率降低是全脑广泛的（图2E）。

图2：总平均频谱、时频图和地形图（n=15）。

（A）基线状态和亚麻醉状态（第三阶段）的频谱。

（B）在5个频段和4个电极簇，基线和亚麻醉状态的EEG功率之差。负值代表亚麻醉状态相较于基线状态平均功率的降低，正值代表亚麻醉状态相较于基线状态平均功率的提高，误差棒代表这些相对均值的标准差。带星的线代表所有电极频带之间后效检验呈现显著性。

（C）基线和亚麻醉状态额叶和后部电极簇的时频图。

（D）前额和后部电极簇亚麻醉时期基线校正的时频图。

（E）基线（第一行）和亚麻醉状态（第二行）的地形图。

表2呈现了各频段下麻醉与否以及电极位点的效应是否显著，以及其交互情况。发现除了θ频段的麻醉效应不存在，其他所有频段下，麻醉效应以及电极位点都具有主效应，并且都具有显著性交互效应。

表2：电极水平的方差分析三个效应：条件（亚麻醉状态和基线状态），频段（δ、θ、α、β和γ），电极簇（前部、中部、顶部、枕部），及其交互作用。

表3：条件、频段和电极簇的描述性统计。星号指每一个特定的区域条件之间后效配对检验呈现显著性。在每个频段内，p值是经过Bonferroni校正的。*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001。

接着研究人员对氯胺酮亚麻醉状态和基线状态的脑电之差的alpha频段做了溯源分析，发现4个源位点的显著性差异，分别是颞中回（MTG）、顶下叶（IPL）、缘上回（SMG）、楔前叶（PCUN）。

图3：亚麻醉状态和基线之差的α频段溯源。（A）由电流源强度估计组成，深蓝色是具有显著性的体素点（P<0.05），（A）包括一个右半球侧视角、一个后视角和一个右半球后侧放大视角。（B）描述四个源位点，小图上的黑色方框放大成大黑色框图。源位点只显示了右半球。

然后研究人员又对比了本研究中被试的意识状态的改变和过往曾有过的意识状态变化的大小，发现在绝大部分的精神维度（除了情感体验），本次研究中被试意识状态的变化都要大于曾经有过的意识状态的变化，如表4。

表4：本研究中和过往的意识状态变化对比。精神维度，每一个精神维度的项目数，可信度，描述性统计和t检验（本研究中和曾经经历过的）差别。

最后研究人员探索了不同精神维度下意识状态变化与特定脑区α和β频段功率之间的相关性，发现最强的负相关发生在基本意象得分和中顶叶α频段、前额叶β和顶叶β，如图4。

图4：在探索性EEG电极和意识状态变化之间的相关性分析，呈现的是相关性系数（Spearman’srho）。只有相关性幅度≥0.5被呈现。在经过多重对比校正（P=0.05/88=0.00057）后，没有相关性能够达到显著。Disemb:身心分离；AVSyn：视听通感；ICC：认知和控制损伤；CI：复杂意象；EI：基本意象；CMP：感知含义变化；Insight:富有洞察力；Bliss:极乐状态；Unity：统一的体验；TST：超越时间和空间；Ineff：无法言说。

而源水平的相关性分析则显示4个源定位点均与视听通感呈现负相关，以及楔前叶与时间和空间的超越感之间呈现负相关，如图5所示。

图4：在探索性EEG源和意识状态变化之间的相关性分析，呈现的是相关性系数（Spearman’s rho）。只有相关性幅度≥0.5被呈现。在经过多重对比校正（P=0.05/44=0.0011）后，没有相关性能够达到显著。Disemb:身心分离；AVSyn：视听通感；ICC：认知和控制损伤；CI：复杂意象；EI：基本意象；CMP：感知含义变化；Insight:富有洞察力；Bliss:极乐状态；Unity：统一的体验；TST：超越时间和空间；Ineff：无法言说。MTG：颞中回；PCUN：楔前叶；SMG：缘上回；IPL：顶下回。

综上所述，氯胺酮诱导的意识状态改变主要表现在分离式体验，比如身心分离以及自我超越，而氯胺酮亚麻醉剂量下导致低频段的EEG功率普遍降低，最显著的是楔前叶和颞顶交界处的α频段。因此调节颞顶交界处或许是氯胺酮精神效应的潜在机制。

一句话总结：氯胺酮的使用导致被试低频EEG的功率普遍降低，溯源分析表明该变化主要体现在颞中回（MTG）、顶下叶（IPL）等几个脑区，这些脑区的功率与量表呈现较显著的负相关。

参考文献：Vlisides P E, Bel-Bahar T, Nelson A, et al.Subanaesthetic ketamine and altered states of consciousness in humans[J].British Journal of Anaesthesia, 2018.

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