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手術時的全身麻醉，一般人的所知的狀態就是：給藥後，患者沉沉地睡去。然而，不同麻醉藥劑的作用機制不同，對於大腦的影響，又會有哪些差異？患者又將經歷些什麼？這是科學家一直想進一步了解的。

麻省理工學院皮考爾學習與記憶研究所和麻塞諸塞州總醫院共同組成的研究小組，開發了統計分析模型，可以精細描述氯胺酮 (ketamine，一種非鴉片系靜脈注射麻醉藥物；即 K 他命) 在麻醉過程中是如何影響大腦。

該團隊在《PLOS Computational Biology》中發表的研究中，包含了 9 名人類和 2 隻動物的大腦節律測量數據，並提出新的模型來定義氯胺酮誘導的麻醉過程中出現的不同的、特徵性的大腦活動狀態，包括每種狀態持續的時間；此外，研究還追蹤了大腦如何從一個狀態切換到另一個狀態的模式。

研究人員最初是在以氯胺酮麻醉的患者身上發現了高頻 Gamma 節律和極低頻 Delta 節律的交替模式，後來，透過收集 9 名外科手術病患的腦電圖，以及另外兩隻實驗動物之數據，並以隱藏瑪律可夫模型對讀數進行分析。當使用 β 分佈作為觀察模型時，不僅捕捉並描述了先前觀察到的 Gamma 和 Delta 節律之間的交替，還捕捉到了其他一些混合兩種節律的更微妙的狀態。重要的是，該模型顯示，各種狀態會以一個特別的順序交替，甚至還可定義出每個狀態持續的時間，使得這些模式交替變得可以預測。理論上，這將可以讓監測病人節律的麻醉師判斷「現在大腦狀態的變化是否屬於正常」，如果發現異常，則可以立即進行調整。

研究人員表示，先前開發的統計模型，已經可以描述以異丙酚 (propofol，一種短效靜脈注射麻醉劑) 進行麻醉時，大腦活動將由非常低頻的節奏主導，但氯胺酮的影響則還有高頻節奏的高功率期；研究顯示，同樣都是實現「無意識」的目的，但不同的藥物，作用卻是如此不同，而「喪失意識」原來還可以有好多種狀態 ─ 當大腦活動過慢、過快、過於不協調或過度協調而偏離正常的動態時，就會失去意識。

該研究團隊目前正在探索幾個新項目，包括測量氯胺酮在大腦更大區域的影響，以及測量患者從麻醉中甦醒時的影響。此外，研究人員也補充，目前的系統只能應用於資料的事後分析，若要開發能夠在臨床環境中即時監測「由氯胺酮麻醉所產生的無意識狀態」的系統，還須將統計模型進行修正。

* 補充：
氯胺酮 (Ketamine，俗稱 K 他命) 為一種麻醉藥物，是 phencyclidine (天使塵) 的衍生物，可透過靜脈注射、口服途徑對人體中樞神經及脊髓產生影響，使用後會產生鎮靜、止痛效果以及失憶狀態，但卻是眼睛睜開、四肢強直的解離型麻醉作用。1960 年代後期開始應用，但由於其恢復期之反應過強，藥性消退後，數週內仍可能再引起諸多精神方面的作用 (如幻覺、惡夢、尖叫、哭泣、空間錯亂感、譫妄等)，因此臨床上並不常使用；必要時可透過改變劑量、注射速度、或與其他藥物搭配使用，以改善上述情況。

資料來源：MIT、台北榮總