如今，麻醉就像看牙医一样司空见惯。它们至少从18世纪就开始存在，当时一位才华横溢的化学家名叫汉弗莱·戴维发现了氧化亚氮（笑气）的神秘作用。年轻且雄心勃勃的戴维开始严格测试这种气体的作用，每天吸入氧化亚氮数月。在稍微宽松的条件下，戴维与一群杰出的朋友分享了这种气体，包括塞缪尔·泰勒·柯勒律治、詹姆斯·瓦特和罗伯特·骚塞——他在一封信中写道，“所有可能的天堂中最高的天空一定是由这种气体组成的。”这些早期的试验为如今麻醉在医学领域的出现奠定了基础。然而，在现代，尽管麻醉剂的质量和选择性取得了巨大进步，我们仍然对麻醉剂在大脑中的作用原理知之甚少。
为了强调这些基本的知识空白，一组研究人员最近在关于我们如何从意识中过渡出来并恢复意识方面有了一个惊人的发现。通常的观点认为，进入麻醉状态（诱导）和恢复意识（苏醒）是相同的过程，只是方向不同。然而，最近发表在《公共科学图书馆·综合》（PLoS ONE）期刊上的一项研究表明，进入麻醉状态不等同于恢复意识。
宾夕法尼亚大学医学院的马克斯·凯尔茨博士领导的研究人员观察到，维持大脑麻醉所需的麻醉剂比诱导无意识所需的麻醉剂要少。为了解释这些观察结果，研究人员引入了一个他们称之为“神经惯性”的概念，指的是大脑对意识和无意识之间转换的抵抗力。阐明神经惯性的机制对于麻醉师每天执行的任务至关重要，即防止患者在手术过程中感到疼痛或有意识，并帮助那些在恢复意识状态方面出现延迟的患者。这项研究还可以为昏迷等意识紊乱状态提供见解。
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根据常见的模型，麻醉药物到达中枢神经系统中的作用部位，导致患者失去意识。随着时间的推移，当麻醉剂被动地从系统中清除时，患者会恢复意识。如果这个假设是正确的，那么进入和苏醒时的麻醉剂浓度应该是相同的。研究人员在小鼠和果蝇中进行了一项简单的实验来测试这个想法。他们测量了进入麻醉状态的大脑中麻醉剂的浓度，以及从麻醉状态中苏醒时大脑中的麻醉剂浓度。他们发现，苏醒时的麻醉剂浓度低于进入麻醉状态时的浓度——这表明在恢复清醒状态时存在延迟或抵抗。
在人类中的临床观察也为神经惯性提供了证据。伴有猝倒症的嗜睡症是一种睡眠障碍，其特征是白天嗜睡严重，同时伴有肌肉张力的突然丧失。这些患者可能需要长达八个小时才能从全身麻醉中苏醒，而典型的患者只需几分钟即可苏醒。已知他们的疾病是由一种叫做下丘脑分泌素的蛋白质含量减少引起的，这种蛋白质有助于调节清醒和快速眼动睡眠。在另一项实验中，研究人员测试了下丘脑分泌素基因发生突变的小鼠，这些突变导致睡眠障碍，类似于患有嗜睡症的人类。突变小鼠确实显示出从无意识状态中苏醒的显著延迟，但在进入麻醉状态时没有差异，这表明只有苏醒依赖于下丘脑分泌素系统。
研究工作才刚刚开始阐明神经惯性的神经回路，但它们有可能对该领域产生重大影响。作为一名麻醉师，凯尔茨博士看到了神经惯性的一个关键功能，即保持患者无意识。一小部分患者报告在手术过程中有意识——估计很低（大约1/1000的病例），但如果您考虑到每天接受全身麻醉的患者数量，这仍然是很重要的。另一方面，患有某些神经系统疾病的患者在全身麻醉后可能会长时间无法醒来。未来对神经惯性相关回路的研究可能会让麻醉师在床边更好地控制麻醉。
最近《纽约时报杂志》上的一篇文章描述了一系列令人震惊的案例，其中医生成功地让一些昏迷多年的患者苏醒。这个发现是在一位昏迷病人被给予一种治疗失眠的药物以改善睡眠质量时偶然发生的。令所有人惊讶的是，这位病人在昏迷三年后醒来并认出了他的母亲。自该发现以来，随后的调查在被宣布为植物人的部分患者中产生了类似的效果。虽然这些效果是暂时的，但随着持续使用，一些患者已经完全恢复了意识。没有人确切知道这些失眠药物对这些患者的作用机制，但开始解开神经惯性的复杂生物学的研究可能有助于阐明我们大多数人认为理所当然的意识状态之间的转换。
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