Nat Neurosci | 宋学军团队揭开意识重启的奥秘

意识是人类大脑最重要而又非常神奇的功能。意识是如何形成的？意识是如何消失的？意识消失后又是如何恢复的？人类至今对其生物学机制缺乏深刻认识。美国《科学》杂志(Science)在2016年列出的125个重大科学问题中，第1个是宇宙的构成，第2个是意识的生物学基础。

2023年3月27日，南方科技大学宋学军团队在Nature Neuroscience上，以“Emergence of consciousness from anesthesia through ubiquitin degradation of KCC2 in the ventral posteromedial nucleus of the thalamus” 为题发表的最新研究，阐明了意识消失后重新启动的分子神经机制，揭开了认识意识本质、意识障碍和意识复苏的生物学基础的冰山一角。

自1840s年代全身麻醉药诞生并应用以来，麻醉药诱导的可逆性意识消失和恢复一直被作为研究意识消失与复苏最好的生物医学模型。长期以来学界对意识恢复的公认观点是麻醉后意识恢复是一个完全依赖于麻醉药在脑内降解而被动恢复的过程，即当麻醉药在脑组织中降低到一定水平，意识也就自然而然的恢复了。近年来，意识纯粹被动恢复的观点受到质疑，脑科学研究开始探索意识恢复的神经环路机制，发现激活某些神经环路可以促进意识的恢复，提示这些环路与意识恢复有关甚至对促进意识恢复是重要的。但是，迄今为止的研究未触及意识恢复的本质。

宋学军团队的研究指出，意识的恢复不是被动的、而是一个主动的过程。所谓被动恢复只是一种容易观察到的、直观的、表面的现象，并不是意识复苏的本质。意识复苏的主动过程是基于大脑内在的动力驱使，由丘脑腹后内侧核（VPM）中Thr007位点磷酸化控制的 KCC2的泛素降解所启动的神经化学反应，导致了GABAA受体介导的VPM神经元去抑制，从而加速了VPM神经元兴奋性的恢复和意识觉醒。VPM中KCC2的泛素降解是意识主动复苏的共同的分子神经机制，这种机制不依赖于全麻药的药理作用特性和分子靶点包括公认的NMDA受体和GABAA受体等。KCC2泛素降解所诱导的VPM神经元去抑制可能触发并启动形成高敏感性的局部神经网络，这些高敏感性的局部神经网络之间具有高质量的通讯链接能力，启动了神经环路的重建。

Nature Neuroscience杂志的论文审阅专家指出这是意识研究领域具有里程碑意义的成果；编辑总结(Editor’s Summary)指出，该研究揭示了意识主动重启的共同机制(This study reveals a common mechanism for active reboot of consciousness from anesthesia)。

该研究论文的唯一作者单位是南方科技大学医学院医学神经科学系，第一作者胡江建、共同第一作者刘岳鑫和姚翃宇均为在读博士研究生，通讯作者宋学军教授。

例图1.  敲除丘脑VPM核团中的KCC2可以抑制麻醉作用而加速意识恢复；阻止KCC2的泛素降解则可以加强麻醉作用而延缓VPM神经元兴奋性恢复和意识复苏。（该文图文由论文作者提供）

更多有关宋学军实验室的工作详见南方科技大学官方网页：https://faculty.sustech.edu.cn/songxuejun/。此外，宋学军实验室欢迎不同专业背景的同学报考硕士和博士研究生，并诚聘博士后和研究助理。欢迎对脑科学研究感兴趣的有志青年加入！

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41593-023-01290-y