本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
1846 年，一位颈部有肿瘤的患者决定尝试一种在当时看来一定是激进的，甚至是绝望的方法：麻醉。吸入
乙醚气体后才进行手术，这种赌注得到了丰厚的回报。今天，不使用麻醉进行手术是不可想象的。
然而，即使在 1846 年，这个想法也并不新鲜。早在 28 年前，就由著名人物提出过，那就是
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迈克尔·法拉第，他现在因在电磁场方面的工作和神奇的 法拉第笼 的发明而闻名，法拉第笼可以保护居住者免受闪电或其他巨大的不幸的电力爆发（如果您从未在科学博物馆看到过其中一个的运行，那么绝对值得一游）。
然而，对于一个有近 200 年历史的概念，麻醉已被证明具有惊人的抗拒探究性。我们仍然不明白它是如何起作用的，或者为什么如此多结构上不相关的化学物质——乙醚、氯仿、氟烷、异氟烷，甚至惰性稀有气体氙——都能同样有效地让动物昏迷。
也许更令人惊讶的是，这同一组奇怪的化学物质不仅对动物起作用，而且对植物也起作用。你可以像让上面的果蝇睡觉一样轻松地让捕蝇草睡觉。
虽然这对我和你来说是新闻，但科学家们实际上已经知道一段时间了，植物和我们一样容易受到麻醉的影响。早在 1878 年，克劳德·伯纳德就表明，含羞草，Mimosa pudica，屈服于麻醉。
但这个谜团更深：令人难以置信的是，不仅是动物和植物，地球上的每一个生物都可以被麻醉。细菌、叶绿体，甚至我们细胞内的线粒体，都会受到这些神秘气体的影响。
然而，植物可能提供一个独特的实验机会。最近，来自德国、日本、捷克共和国和意大利的一个科学家团队想知道，也许，研究植物可能是破解麻醉如何运作之谜的关键，不仅是在它们身上，而且在我们身上。他们在 12 月在《植物学年鉴》上发表了他们的研究结果。
首先，他们表明，与已知的相比，更多的植物容易受到麻醉的影响。除了捕蝇草和含羞草（Mimosa pudica）之外，开普茅膏菜，其粘性叶子会卷曲在被困在上面的昆虫周围，以及豌豆卷须，通常以缓慢的、探测性的旋转运动，在通气时也会冻结。
他们还尝试使用局部麻醉剂——
利多卡因，一种牙医可能会使用的化学物质——应用于含羞草的根部。 这也使植物在麻醉剂施用后大约五个小时麻痹。
关于麻醉如何起作用，有两种主要的思想流派。第一种认为麻醉剂与某种受体结合。受体正如它的名字所暗示的那样：一种分子，其口袋的形状恰好与麻醉化学物质的形状相匹配。通过与这个称为活性位点的口袋结合，麻醉剂会通过引起受体形状的改变来发挥作用，从而启动一个化学级联反应，导致运动丧失，而在人类中，则导致意识丧失。
第二种观点认为，麻醉剂通过改变细胞膜起作用。细胞膜是称为磷脂的生化物质的双层。 磷脂层形成镜像的海洋，其中膜蛋白像迷途的岛屿一样漂浮。
图片来源：玛丽娜·鲁伊斯维基媒体
许多膜蛋白充当门控门户，控制生化物质进出细胞的流动。通过这种方式，膜通过阻止 离子（小的带电原子或分子）的通过，除非它们通过适当的门，来维持细胞相对于其环境的电荷。
这种功能对于在动物体内传递神经信号的细胞至关重要，因为细胞内部和外部之间的电荷差异会传播 动作电位。动作电位是一个电脉冲。膜中的离子门户迅速打开和关闭，从而在瞬间改变电荷。
在动物中，产生动作电位的细胞是神经元，是神经系统的最小单位。动作电位在神经元的轴突（基本上就是电线）中以波浪的形式向下传递，因为连续的离子门户打开和关闭。
这与我们讨论麻醉有关，因为无论麻醉如何开始其工作，最终结果都是动作电位的丧失。当麻醉控制动物时，神经元的心跳就会消失。
植物也可以产生动作电位。在捕蝇草中，产生动作电位的细胞是陷阱毛发基部的触发细胞。
重要的是，这些科学家表明，麻醉就像对我们一样，同样会使捕蝇草的动作电位沉默。
恰如其分的是，他们将捕蝇草放在法拉第笼中，以监测其动作电位。在乙醚气体的影响下，这种麻醉剂与 1846 年第一次手术中使用的麻醉剂相同，触发细胞的动作电位消失了，然后在气体被移除后缓慢恢复。
暴露或未暴露于麻醉剂的捕蝇草中的动作电位，以及麻醉剂移除后几秒钟内的恢复。图片来源：横川等. 2017
这多少雄伟地表明，生物电和动作电位为动植物的运动提供动力。两个在进化上如此深刻地分离的群体共享同一个驱动系统，这暗示了围绕捕蝇草如何计数和其他植物智能迹象的更深层次的生物学真相。
科学家们还进行了旨在测试麻醉改变膜假说的实验。仔细观察在麻醉下拟南芥植物（植物世界的实验鼠）的根细胞，科学家们观察到，乙醚和利多卡因都会影响这些膜如何回收称为囊泡的小气泡状运输容器。由于许多复杂的膜组件都必须正常工作才能使囊泡回收正常工作，因此作者认为，该证据支持麻醉通过破坏细胞膜起作用的观点。
最近的其他研究也支持了这一观点。有趣的是，一篇论文甚至暗示麻醉剂的作用可能会延伸——在我看来，几乎是神秘地——到
嵌入膜内的蛋白质的电子自旋。其他人则认为，麻醉机制可能涉及改变细胞膜的厚度或其机械特性，这反过来可能会影响蛋白质功能。
麻醉甚至可能会扰乱连接成称为“脂筏”的复合物的蛋白质的作用，这些复合物在磷脂海洋中漂移。如果是这样，它可能会导致膜蛋白和囊泡运输失灵，这可能会使动作电位短路，从而使生物体进入睡眠状态。
也许膜假说最令人信服的证据是最奇怪的，而且它已经被人们了解了一段时间：将人类、动物甚至植物置于高压下会逆转麻醉的效果。等等，什么？但这是真的。也许压力以某种方式稳定了膜，使其不受麻醉的影响。
作者的结论是，麻醉剂的高压逆转、所有生命形式（不仅是植物和动物）都可以被麻醉的令人难以置信的事实，以及植物根膜功能的改变都表明，膜是麻醉剂的真正目标。
然而，如果这是真的，则与主流科学观点相反，后者更喜欢受体假说。如果受体是麻醉剂的真正目标，那么植物也和我们有相似之处。谷氨酸和
GABA 受体是动物中枢神经系统的主要调节剂，已被认为是麻醉剂的可能目标，它们也存在于植物中。
关于麻醉剂是在膜上还是在受体上起作用的争论已经进行了很长时间。事实证明，解决这个问题很困难，因为由于各种原因，研究麻醉下动物的活组织很困难。
作者认为，植物可能会解决这个难题，特别是考虑到我们现在知道它们也会遭受和我们一样的动作电位丧失。根据作者的说法，我们绿色的、静止的朋友可能是揭示“麻醉和意识现象的难以捉摸的机制”的完美对象。（斜体字为我所加）
没有人说植物是有意识的。但是，人。植物。意识。
哇。
参考
横川，K.、T. 柿锦、A. 帕夫洛维奇、S. 加尔、M. 韦兰、S. 曼库索和 F. 巴卢斯卡。“麻醉剂停止各种植物器官的运动，影响内吞囊泡回收和 ROS 稳态，并阻止捕蝇草的动作电位。”植物学年鉴 (2017)。