Сознание: прорывное исследование мозга показывает надежду для пациентов без сознания

Человеческое сознание, линзу, через которую мы ощущаем жизнь, трудно определить в мозге, особенно у людей, которые перенесли черепно-мозговую травму и не могут сказать нам, что их мозг все еще выполняет эту важную функцию.

Новое исследование, выпущенное в среду в Научные достижения делает большой шаг вперед в выявлении паттернов мозга, которые служат ключом к тому, может ли кто-то по-прежнему испытывать сознание, даже если он не может сказать нам сам.

Ученые надеются, что, определив эти паттерны мозга, они могут однажды помочь не реагирующим пациентам прийти в сознание.

Эта статья, впервые написанная доктором философии Афины Демерци, когнитивным и клиническим нейробиологом, основана на существующих теориях о том, как мозг производит сознание. Сознание, на некотором уровне, кажется, связано с связь с мозгом, Когда мы без сознания, предыдущие исследования показывают, что области мозга поворачиваются внутрь, уменьшая коммуникационные усилия с другими, далеко расположенными областями. Когда мы отключаемся от ЛСД, мозг производит различные типы связи, посылая множество сигналов между регионами, феномен, который некоторые объясняют как «измененное сознание».

Но во время простого трезвого сознания мозг постоянно посылает сигналы между областями мозга и создает жизненный опыт, который намного больше, чем сумма его частей.

В этой статье выявляются различные закономерности мозговой активности, связанные с сознанием, которые могут помочь выявить, когда не отвечающие пациенты фактически переключаются между сознательными и бессознательными состояниями:

«Работая с семьями и попечителями пациентов все эти годы, я понимаю, что существует постоянный спрос на информацию о том, что происходит с их любимым человеком», - говорит Демерци. Inverse. «Я считаю, что клиническая значимость наших текущих результатов обещает предоставить информацию о состоянии сознания у пациентов, но я считаю, что они заслуживают дополнительной проверки, прежде чем мы будем использовать их в качестве клинического биомаркера».

Работая в Университете Льежа в Бельгии, Демерци начала свое исследование, взяв изображения МРТ от 159 человек, включая здоровых людей, людей под наркозом и пациентов с синдромом невосприимчивости к бодрствованию - вегетативное состояние, при котором у кого-то открыты глаза, но они не показывают признаки осознания. Демерци проанализировал активность и связность 42 различных областей мозга, чтобы осветить закономерности. В целом, она определила четыре различных паттерна, но обнаружила, что два, кажется, наиболее полезны для определения сознания.

Первым из них является паттерн один, который она описывает как «самый сложный паттерн с точки зрения богатства в том, как регионы взаимодействуют друг с другом». Паттерн один, объясняет она, указывает на сознание в здоровом мозге. Другой паттерн, который она заметила, был паттерном 4, паттерном «низкой когерентности», означающим, что 42 области, которые она отслеживала, не очень хорошо общались. Четвертый паттерн, по ее словам, указывает на бессознательное состояние (оно обычно встречается у людей под наркозом), что хорошо согласуется с предыдущими данными.

Новая часть исследования Демерци заключается в том, что она заметила, что некоторые пациенты, не отвечающие на запросы, имеют тенденцию переходить от шаблона 4 без ответа к шаблону с высокой чувствительностью - даже на кратчайшие секунды.

«Наше исследование показывает, что пациенты, не отвечающие на запросы, хотя они преимущественно демонстрируют паттерн низкой когерентности 4, из которого они редко выходят, у них также есть случаи сложного паттерна 1», - объясняет она. «Поэтому мы задаемся вопросом, сможем ли мы однажды определить эти кратковременные конфигурации мозга вовремя, поэтому наш выбор для вмешательств направлен на более конкретные пути, стимулируя и, следовательно, сохраняя эти состояния конфигурации мозга».

Короче говоря, она видит тот момент, когда чей-то мозг переключает передачу с не отвечающей модели 4 на потенциально здоровую модель 1, как уникальную и важную возможность. Если врачи могут вмешаться в этот момент, она надеется, что мы сможем помочь пациентам в безответственном состоянии. Оставайтесь на линии к той модели мозговой активности, которая связана с сознанием.

Поможет ли это на самом деле полностью вернуться в бодрствующее, вовлеченное государство, пока трудно сказать, признает Демерци. Она также добавляет, что некоторые семьи, которые пытаются решить, как поступить с близкими в этих штатах, могут по-разному истолковать ее выводы. «Некоторые семьи могут посчитать« наличие сознания »обнадеживающим, и они активизируют усилия по его восстановлению», - добавляет она. «В то время как другие могут посчитать это сильно скомпрометированным состоянием, чтобы жизнь не стоила жить».

В любом случае, это исследование обеспечивает основу, на которой другие могут опираться в поисках восстановления. постоянный сознание для тех, кто потерял его.

Аннотация:

Приняв основу динамики мозга в качестве краеугольного камня человеческого сознания, мы определили, обеспечивает ли динамическая координация сигналов конкретные и обобщаемые модели, относящиеся к сознательным и бессознательным состояниям после повреждения мозга. Динамическая картина согласованных и антикоординированных сигналов функциональной магнитно-резонансной томографии характерна для здоровых людей и пациентов с минимальным сознанием. Мозг пациентов, не отвечающих на запросы, в основном демонстрировал паттерн низкой межреальной фазовой когерентности, в основном опосредованный структурной связностью, и имел меньшие шансы на переход между паттернами. Сложный паттерн был дополнительно подтвержден у пациентов с скрытым познанием, которые могли выполнять задачи нейровизуализации мысленных образов, подтверждая значение этого паттерна в сознании. Анестезия увеличивала вероятность менее сложного паттерна до равных уровней, подтверждая его причастность к потере сознания. Наши результаты показывают, что сознание основывается на способности мозга поддерживать богатую динамику мозга и прокладывает путь для определения специфических и обобщаемых отпечатков пальцев в сознательных и бессознательных состояниях.