脑组织的耗氧量很大,约占全身耗氧量的五分之一到四分之一左右,大脑皮层的神经元细胞对低氧血症时缺氧最为敏感,通常完全停止供氧四到五分钟即可以引起不可逆性颅脑损伤,低氧对中枢神经系统影响的程度与缺氧发生的速度和程度有关。
当氧分压降至60毫米汞柱时,机体可以出现注意力不集中,智力和视力轻度减退。当氧分压迅速降至40到50毫米汞柱以下时会引起患者出现一系列的神经精神症状如头痛、不安、定向力与记忆力障碍、神经错乱、嗜睡等。当氧分压低于30毫米汞柱时会出现神志丧失乃至昏迷。当氧分压低于20毫米汞柱时,只需要数分钟即可以造成神经细胞不可逆性损伤。