1.静脉麻醉药
丙泊酚、依托咪酯、氯胺酮、阿片类镇痛药、利多卡因等，主要通过抑制脑代谢，减少钠、钾、钙离子紊乱，减少兴奋性毒性和自由基产生等机制达到脑保护作用。
（1）丙泊酚：研究认为，丙泊酚的脑保护作用可能与剂量相关性降低脑氧代谢率及ICP有关。丙泊酚的脑保护作用机制为：
1）具有抗脂质过氧化作用。在缺血再灌注损伤的病理生理机制中，脂质过氧化可损害生物膜，促进蛋白质变性和诱导炎性介质释放。异丙酚具有抗脂质过氧化的作用。
2）弱化谷氨酸的作用。谷氨酸是脑内主要的兴奋性神经递质，在脑缺血、缺氧后大量释放，使钙离子内流增加，钙超载导致一系列细胞损伤，而异丙酚通过γ氨基丁酸A型受体（GABAA），间接地阻断谷氨酸的传导路径，从而起到脑保护作用。
3）抑制钙超载。
4）抑制脑缺血再灌注后神经元凋亡，从而阻止延迟性神经元死亡。
与巴比妥类相似，在临床相应剂量下可产生等电位EEG。丙泊酚微量血浆浓度即可较好地保护脑细胞，而且在和血浆蛋白结合状态下，仍能发挥其抗氧化作用。又因其在NMDA受体起谷氨酸拮抗作用，可提供脑保护作用。由于它血管舒张及明显的负变力性作用，短时大量注入可减少脑灌注压。在不完全缺血鼠模型优于芬太尼氧化亚氮麻醉。
（2）依托咪酯：依托咪酯对脑缺氧的保护效果目前尚有争议。有人认为它可减少脑耗氧量，降低脑血流量。在进行性降低脑代谢直到EEG等电位出现方面与巴比妥类相似，不同之处是其对血压影响小，且作用时间短。它仅在轻度或中度缺血时有脑保护作用，可使脑氧需减少约50%，同时维持脑灌注压。临床上仍用于神经外科手术的麻醉。
另外，依托咪酯具有抗惊厥样作用，临床上也用于治疗难治性癫痫持续状态；但其同时又存在肌震颤或不自主肌肉运动的不良反应，可引起脑代谢率增高，对已经存在脑缺血、缺氧的病人可能不利。在有些动物模型，依托咪酯最初减少脑血流比脑代谢程度重，使脑处于基质释放不足的危险情况。此外，其也有肾上腺抑制作用，在ICU持续静点镇静可增加死亡率。
（3）咪达唑仑：其通过特异地作用于苯二氮类受体，增强γ氨基丁酸与其受体的结合，使神经元上Cl通道开放，促使Cl进入细胞内导致神经细胞膜的超极化而产生的，如加强γ氨基丁酸的抑制效应，防止兴奋性神经元发放过度，起到抗焦虑作用。但也有作者认为，在剂量效应模式下，该药也抑制脑代谢，但不如巴比妥类强，且不产生EEG等电位。由于其不能最大的抑制EEG活动，还不能考虑作为脑保护药物。
（4）氯胺酮：因其增快心率，升高血压，抑制Ca2+和收缩蛋白的结合，以及抑制储存于细胞内的Ca2+释放，从而使脑血管扩张，增加脑血流，升高ICP，在神经外科麻醉有争议。近来，因发现它阻滞NMDA受体，被提议作为脑保护的麻醉药。对脑损伤病人复合应用丙泊酚与氯胺酮，发现可以显著降低ICP，而对脑灌注压、颈静脉球氧饱和度（SjvO2）、大脑中动脉血流速度无明显影响，但对脑电活动具有显著抑制作用，因此认为：氯胺酮有一定的脑保护作用。
其机制如下：①抑制神经细胞凋亡。②抑制兴奋性氨基酸的作用。③抑制钙超载。④减少炎性因子的释放。
试管内研究显示它也可干扰经膜钙内流。其对神经的保护作用部位仍是争论的问题。
（5）阿片类镇痛药：
阿片类对脑代谢和血流影响小，同时支持心血管系统和脑灌注压，已成为神经外科麻醉的基础。有文献对麻醉性镇痛药的安全性有疑问，如使ICP增高，但这些改变很小，可能因血压降低脑血管扩张所致。已报告大剂量阿片类在动物可产生癫痫发作。阿片类的神经保护作用的证据和可能机制尚需进一步研究。
（6）利多卡因：
利多卡因不仅是常用的酰胺类局麻药，也可用于静脉麻醉。除具EAA神经递质释放作用外，还可改善脑血流、抗自由基、膜稳定作用和降低脑氧代谢，可能较巴比妥类具有更强的保护作用。周源等早已证实了利多卡因1.5～12mg/kg可明显减轻因缺血引起的脑超微结构的改变。利多卡因脑保护作用的机制主要为阻断钠通道，使缺氧的神经细胞具有一定剩余能量，为神经功能的恢复赢得时间。
由于利多卡因可减少丙泊酚注射痛，增强丙泊酚镇静催眠作用和丙泊酚可提高利多卡因的致惊厥阈，而该二药均具降低颅压，脑氧代谢率和脑保护的特点，联合应用是神经外科手术较理想的麻醉方法之一。
2.吸入麻醉药
临床麻醉浓度下，吸入麻醉药物减少脑代谢率，抑制钠通道，减少缺氧时的谷氨酸释放，拮抗兴奋性毒性作用，抑制嗜中性粒细胞的活性。
氧化亚氮作用起效和消失快，已用于神经外科麻醉多年。因其增加CBF，在ICP高的病人可发生问题。与其他吸入麻醉药合用时CBF增加程度轻。N2O易弥散至含气腔，并且CT证实开颅术后颅腔积气可达2周，在此期间最好不要应用。临床研究尚未确定应用N2O是否有害。
与巴比妥类相似，几乎所有挥发性吸入麻醉药均产生进行性EEG抑制，以剂量依赖模式至电静止（在1.5～2MAC时发生）。氟烷、异氟烷、七氟烷和地氟烷对局部脑缺血具有一定的保护作用，地氟烷还可缓解低氧性神经改变，增加脑氧合。它们比巴比妥类心血管抑制轻，术终能更快排出。但氟烷和安氟醚例外，当4MAC时氟烷才能EEG达等电位，在临床实践是不现实的。
挥发性吸入麻醉药物作用于脑产生睡眠和遗忘效应，同时这些药物对于脑电活动、代谢、灌注和颅内压都有影响。其中氟烷和安氟烷可明显损害CBF的自动调节机制。Hoffman等对照地氟烷与硫喷妥钠发现，当二者给到EEG爆发抑制（bust-suppresion）时，用脑探针测定，地氟烷增加脑氧。安氟烷和七氟烷可能会产生癫痫样脑电兴奋，因此安氟烷不能用于有癫痫发作病史的患者，虽然七氟烷致癫痫作用目前还存在疑问，但是对于存在癫痫病史的患儿使用时仍需要谨慎。近来，Faberowski等报告异氟烷调节兴奋性神经递质释放和延迟细胞凋亡（apoptosis）。
（二）麻醉相关技术与脑保护
麻醉状态下，大脑对缺血缺氧的耐受性比清醒状态要好。麻醉药物的脑保护作用不仅是对神经活动的抑制能力，增加脑血流，抑制代谢，抑制有害的生化反应也是重要的机制。当然，临床上不能仅仅依靠麻醉药物进行脑保护，需要配合其他药物和方法，达到脑保护和促进神经功能的恢复。
1.亚低温
临床研究证明，32～35℃亚低温能显著降低重型颅脑损伤患者的死残率，提高生存率，改善预后。例如，鼠大脑半球缺血实验时，在36℃时缺血20min后，鼠脑海马损伤100%，34℃时，损伤减少到20%，33℃时0%。低温明显的保护作用不仅由代谢抑制单一因素所致，其机制尚包括：①降低脑代谢率，ATP消耗减少，从而抑制了神经细胞的凋亡进程；②抑制自由基产生，抑制脂质过氧化；
③抑制谷氨酸释放，削弱NO产生，减少钙内流，和增加缺血时GABA释放。
遗憾的是，术中常不能直接监测脑温度。替代的食道、膀胱、直肠或鼓膜探头，即使是肺动脉插管测量均不能直接反映脑温度。手术时，从皮层到脑内深部的温度变化是很复杂的问题，特别是不能测量存在缺血危险的脑局部温度，给脑保护治疗带来一定困难。体表降温具有很多局限性，而临床前试验表明在缺血的模型中血管内诱导降温具有显著的组织保护性。
目前还没有理想的降温措施，且目标温度难以维持和复温过快对脑组织有损伤。因此，亚低温在临床的应用还有待进一步研究。