Abstract In order to explore the mechanism of general anesthesia emergence, based on the common clinical phenomenon-delayed emergence, we explore the role of 5-hydroxytryptamine (5-HT) neurons in the dorsal raphe nucleus in promoting awakening from sevoflurane anesthesia in mice model. In this study, C57BL/6J male mice were selected to specifically activate or inhibit 5-HT neurons in the dorsal raphe nucleus (DRN) and different 5-HT receptors by intraperitoneal, lateral ventricle, intranuclear or DRN injection of agonists/antagonists and optogenetics during the sevoflurane anesthesia to record and observe the anesthesia induction and emergence time of mice. Through intraventricular infusion and intranuclear microinjection of 5-HT and the agonists or antagonists of different 5-HT receptors, our data showed that 5-HT and 5-HT1A and 2A/C receptors, especially 5-HT1A receptor, are involved in the regulation of delayed awakening mediated by DRN 5-HT neurons. This can provide a reliable theoretical basis as well as potential targets for clinical intervention to prevent delayed emergence and some postoperative risks. Graphical Abstract

Abstract Although some advancements concerning the arousal involved in mediating the delayed emergency from general anesthesia, which will lead to the serious complications, had been made, the role by arousal in modulating in delayed emergency still remains to be unclear. In our models, based on our previous working that activation of the 5-Hydroxytryptamine (5-HT) neurons in the dorsal raphe nucleus (DRN) by optogenetics can significantly reduce the emergency time by activating arousal pathway, we further test whether the serotonergic neural circuit between the DRN and the basolateral amygdala (BLA) is implicated in modulating the arousal from the sevoflurane anesthesia and the emergency time of sevoflurane anesthesia by the pharmacological, optogenetics and fiber photometry. Our findings showed that whether the serotonergic neural circuit between the DRN and the basolateral amygdala (BLA) plays a key role in modulating the arousal from the sevoflurane anesthesia and the emergency time of sevoflurane anesthesia. Based on the serotonergic neural circuit, the 5-HT 1 A receptor is of great significance to mediate the arousal and the emergency time of the sevoflurane anesthesia. Graphical Abstract Figure1