麻醉剂如何改变大脑节律的研究可以直接影响病人的安全，2018年，有诺贝尔奖风向标之称的美国拉斯克奖，将临床医学奖颁给了丙泊酚（又名异丙酚）的研发者——约翰·格伦（John B． Glen），而丙泊酚正是作为一种麻醉药品，给麻醉学科的发展带来了巨大的飞跃。

在丙泊酚没有在临床上使用之前，麻醉医生通常使用一种叫硫喷妥钠的麻醉药，但由于硫喷妥钠有很多副作用，如对呼吸中枢以及循环系统有明显的抑制作用，对肝肾功能有抑制作用，硫喷妥钠可导致肌张力亢进、肌震颤或抽搐，对血管壁有刺激作用引起血栓或静脉炎等。因此，硫喷妥钠并非理想的麻醉药品。

丙泊酚的药理性质具有高脂溶性，对神经中枢的作用主要是催眠、镇静与遗忘，但能达到短时间镇痛；有抗惊厥作用，可用于治疗癫痫发作；可以降低颅内压；对于急性脑缺血可降低脑氧代谢率，降低脑耗氧量，起到脑保护作用；丙泊酚还具有抗炎症、抗氧化作用；丙泊酚有支气管舒张特性，对喉反射有一定程度的抑制。

当前，丙泊酚作为最广泛使用的麻醉药，通过增强整个大脑和中枢神经系统的GABA能抑制作用。响应于异丙酚给药观察到的广泛动力学表明，异丙酚诱导的意识丧失是一个多因素过程。

然而，其引起的意识丧失的细节还尚待澄清，因为主要使用颅外测量方法研究其动力学，例如脑电图（EEG）的空间特异性有限，功能磁共振成像的时间特异性有限。

现在，麻省理工学院Picower学习和记忆研究所的实验室合作，对常用麻醉剂异丙酚如何导致无意识进行了独特的深入和详细的研究，研究结果显示，随着药物在大脑中的作用，广泛的区域会被非常缓慢的节奏所协调，保持相应的缓慢的神经活动节奏。

为了研究丙泊酚对皮层和丘脑的作用，研究者通过血管通路或使用计算机控制的输注管植入导管，对四只猕猴进行了丙泊酚的治疗。当动物从丙泊酚前的清醒状态转变为失去知觉（LOC）到失去知觉和恢复知觉（ROC）时，不断记录其神经活动。

研究发现，所有的大脑皮层都必须在同一个页面上才能产生意识。关于这种工作方式的一个理论是通过丘脑－皮层环路，使皮层同步化。丙泊酚可能通过在长时间的下降状态下使它们过度同步而破坏了这些环路的正常运作。它破坏了大脑皮层的沟通能力。

除了在非常缓慢的频率上普遍存在的同步性外，研究小组还注意到数据中的其他无意识的标志。在清醒状态下，阿尔法和贝塔节律的功率在大脑皮层的后部区域明显较高，但在失去意识后，这些节律的功率在前部区域翻转得更高。

简单来说，该研究的主要发现是整个大脑皮层有一个非常缓慢的节奏特征，这为直接测量受试者在丙泊酚给药后何时进入无意识状态提供了一个模型，他们在这种状态下被维持的程度如何，以及一旦丙泊酚给药结束他们可能醒来的速度如何。这为麻醉学的进步提供了更多解释的机制。