麻醉已经180年，但依然不懂它的原理，这是医学最大未解之谜？

1846年10月16日，美国麻省总医院的一间阶梯手术室里坐满了人。一名21岁的年轻人躺在手术台上，牙医威廉·莫顿让他从一个玻璃装置中吸入了一些乙醚。

几分钟后，外科医生切开了他的皮肤。他却表示，只感觉脖子被刮擦，并不痛。这是现代麻醉技术的第一次公开展示。

没有麻醉的年代，手术讲究快准狠，尤其要快。19世纪有一场以“死亡率300%”闻名的截肢手术，患者和受伤的助手都因感染死亡，一位观众则被飞来的刀吓死。

如今，每年大约有2亿～3亿患者接受麻醉手术。现代麻醉的过程大致如下。以一台小手术为例，患者进入手术室后，由麻醉医生实施麻醉。

患者很快就会昏睡过去，因为一般没人能在麻醉下撑过20秒。麻醉药并不是单独的一种药，而是三种药：镇静药、麻醉性镇痛药和肌松药。

它们共同起作用，进入人体后主要切断三件事。第一件，让大脑“断电”。负责这件事的是镇静药。平时大脑里的神经元会通过放电传递消息，而电流其实是离子扩散运动形成的。每种离子都有自己专属的通道。

钾离子会从细胞膜里流出去，氯离子会从外面流进来，这时钠离子的通道是关着的，这个过程叫极化。之后钠离子再从外面流进来，这时钾离子和氯离子的通道是关着的，这个过程叫去极化。

想要“断电”，只要阻止离子流动就行。所以镇静药要找到氯离子的“大门”，让神经元外的氯离子更多地流进神经元里，达到超极化状态。

这样钠离子的“大门”就迟迟没有机会打开，钠离子无法移动，整个神经元也就断电了。大脑就像被拔了插头一样，瞬间关机。

具体药物方面，丙泊酚至今仍然常用，可能也是研究得最深入的麻醉药。科学家确定，它的主要靶点是GABA受体，会增强这种受体介导的抑制性信号。

镇静药发挥作用的同时，镇痛药也在工作，它负责第二件事：让疼痛消失。镇痛药的目的地是负责疼痛感受的中脑。

人被打了一巴掌时，这片区域会释放P物质，让人感到疼痛。阿片类药物这种镇痛药可以抑制P物质的产生，但它要起作用，必须先找到与之匹配的阿片受体。

两者结合后，受体就能释放强烈的信号，抑制P物质的释放。这样患者接下来就不会再有痛感，心率也会减慢。前两件事完成后，只剩最后一件。

第三件，让肌肉松弛。负责这件事的是肌松药。肌肉的运动受神经控制。在肌肉和神经的连接处有一种传递信号的物质，叫乙酰胆碱，它会把神经元的指令传给与之匹配的乙酰胆碱受体，肌肉就能动起来。肌松药针对的正是这种受体。

它会提前占据乙酰胆碱受体，等下一批乙酰胆碱到来时，受体已经被占住了。乙酰胆碱无法发挥作用，神经的指令传不下去，骨骼肌也就无法活动。

此外，腹部的膈肌也属于骨骼肌。所以肌松药起效的同时，人也会失去自主呼吸的能力。这时麻醉医生会迅速插管，接管患者的呼吸。麻醉药完全起效后，麻醉医生会在一旁持续盯着监护仪。如果麻醉医生忙起来，往往意味着情况出现了变化。

大部分时候，患者只会觉得好好睡了一觉，手术就结束了，醒来时还可能说一些奇怪的梦话。麻醉医生则要马不停蹄地赶往下一台手术，确保下一位患者也能在睡梦中安稳地完成手术。

不过从大脑的角度看，有研究发现，全身麻醉期间的大脑活动非常类似脑干死亡时的状态。这种从昏迷到清醒的逆转已经持续了超过180年，但麻醉依然是医学界最大的未解之谜之一：人们知道这套方案有效，却不知道麻醉药究竟是怎样让意识消失的。

难点之一是麻醉药的结构差异巨大。乙醚、氯仿、氟烷、异氟烷、丙泊酚，甚至惰性气体氙，都能让人失去意识，但它们的结构、靶点和药理学各不相同。

19世纪末，汉斯·迈耶和查尔斯·欧弗顿分别发现，麻醉药越容易溶解在橄榄油中，效果就越强。科学家据此推测，麻醉药扰动了细胞膜，但很快出现了反例。

到了20世纪80年代，麻醉药与神经元表面蛋白结合的解释开始占据上风。在丙泊酚和GABA受体上得到的结论，照搬到异氟烷上却没能得到相似的效果。

麻醉药还能影响鱼类、昆虫、线虫，甚至没有神经系统的植物。含羞草接触乙醚后，被触碰也不再合拢叶片；捕蝇草关不上捕虫夹。

移除乙醚后，它们又能恢复反应。《自然·神经科学》发表了一项研究，比较了人类、猕猴、狨猴、小鼠、斑马鱼和线虫，这些物种的演化分支横跨约7亿年。

团队找到了485种在不同物种和药物下都朝同一方向变化的神经活动特征。结果显示，麻醉时各脑区仍在运作，但彼此之间的交流变少了。

不同的麻醉药最终可能共享同一条通路，让神经回路失去整合信息的能力。