Świadomość: Przełomowe badanie mózgu pokazuje nadzieję dla nieświadomych pacjentów

Ludzka świadomość, soczewka, przez którą doświadczamy życia, jest trudna do ustalenia w mózgu - szczególnie u ludzi, którzy doświadczyli traumatycznego uszkodzenia mózgu i nie mogą nam powiedzieć, że ich mózgi wciąż wykonują tę zasadniczą funkcję.

Nowe badania opublikowano w środę Postępy naukowe robi duży krok naprzód w identyfikacji wzorców mózgowych, które działają jako wskazówki, czy ktoś może nadal doświadczać świadomości, nawet jeśli nie mogą nam powiedzieć sami.

Naukowcy mają nadzieję, że identyfikując te wzorce mózgowe, pewnego dnia będą mogli pomóc niereagującym pacjentom odzyskać przytomność.

Niniejszy artykuł, autorstwa autorek-neurologa poznawczego i klinicznego, dr Atheny Demertzi, opiera się na istniejących teoriach dotyczących tego, jak mózg wytwarza świadomość. Świadomość, na pewnym poziomie, wydaje się być związana z łączność mózgowa. Kiedy jesteśmy nieprzytomni, poprzednie badania wskazują, że obszary mózgu obracają się do wewnątrz, zmniejszając wysiłki komunikacyjne z innymi odległymi regionami. Gdy potykamy się o LSD, mózg wytwarza różne rodzaje łączności, wysyłając wiele sygnałów między regionami, zjawisko, które niektórzy tłumaczą jako „zmienioną świadomość”.

Ale podczas prostej, trzeźwej świadomości, mózg stale wysyła sygnały między regionami mózgu i tworzy doświadczenie życia, które jest znacznie większe niż suma jego części.

Niniejszy artykuł identyfikuje różne wzorce aktywności mózgu związane ze świadomością, które mogą pomóc oświetlić, kiedy niereagujący pacjenci faktycznie przełączają się między stanami świadomymi i nieświadomymi:

„Pracując z rodzinami i opiekunami pacjentów przez te wszystkie lata zdaję sobie sprawę, że istnieje ciągłe zapotrzebowanie na informacje na temat tego, co dzieje się z ich ukochanym”, mówi Demertzi Odwrotność. „Uważam, że znaczenie kliniczne naszych aktualnych wyników obiecuje dostarczenie informacji o stanie świadomości u pacjentów, jednak uważam, że zasługują one na dalszą walidację, zanim wykorzystamy je jako kliniczny biomarker”.

Pracując na Uniwersytecie w Liége w Belgii, Demertzi rozpoczęła swoje badania od pobrania obrazów fMRI od 159 osób, w tym osób zdrowych, osób w znieczuleniu oraz pacjentów z niereagującym zespołem czuwania - stanem wegetatywnym, w którym czyjeś oczy są otwarte, ale nie wykazują oznaki świadomości. Demertzi przeanalizował aktywność i połączenie 42 różnych regionów mózgu, aby oświetlić wzory. Ogólnie rzecz biorąc, zidentyfikowała cztery różne wzorce, ale odkryła, że ​​dwa wydają się najbardziej przydatne do określania świadomości.

Pierwszym z nich jest wzór pierwszy, który określa jako „najbardziej złożony wzór pod względem bogactwa w sposobie, w jaki regiony komunikują się ze sobą”. Pierwszy wzorzec, wyjaśnia, wskazuje na świadomość w zdrowych mózgach. Drugi wzór, który zauważyła, to wzór czwarty, wzór „niskiej spójności”, co oznacza, że ​​42 śledzone regiony nie komunikowały się zbyt dobrze. Wzór czwarty, sugeruje, wskazywał na utratę przytomności (często występowała u osób w znieczuleniu) - co dobrze pasuje do wcześniejszych ustaleń.

Nowa część badania Demertziego polega na tym, że zauważyła, że ​​niektórzy pacjenci, którzy nie reagują, mają tendencję do przełączania się z niereagującego schematu czterech na bardzo czuły wzór - nawet na krótką chwilę.

„Nasze badania wskazują, że pacjenci niereagujący na leczenie, chociaż wykazują głównie wzór 4 o niskiej koherencji, z którego rzadko wychodzą, mają również przypadki złożonego wzorca 1”, wyjaśnia. „Zastanawiamy się zatem, czy pewnego dnia będziemy w stanie dostrzec te chwilowe konfiguracje mózgu na czas, więc nasze wybory interwencji są ukierunkowane na bardziej konkretne sposoby, stymulując, a tym samym zachowując te stanowe konfiguracje mózgu”.

Krótko mówiąc, widzi ten moment, gdy czyjaś mózg przełącza biegi z niereagującego wzoru czwartego na potencjalnie zdrowy wzór, jako wyjątkową i ważną okazję. Jeśli lekarze mogą interweniować w tym momencie, ma nadzieję, że będziemy w stanie pomóc pacjentom w stanie braku reakcji czekaj do tego wzorca aktywności mózgu związanego ze świadomością.

Trudno powiedzieć, czy to rzeczywiście pomoże im w powrocie do stanu pełnego czuwania i zaangażowania. Dodaje również, że niektóre rodziny, które próbują zdecydować, jak postępować z bliskimi w tych stanach, mogą inaczej interpretować jej ustalenia. „Niektóre rodziny mogą uważać„ obecność świadomości ”za pełną nadziei i zintensyfikują wysiłki na rzecz jej przywrócenia” - dodaje. „Podczas gdy inni mogą uznać to za poważnie skompromitowane państwo, aby życie nie było warte życia”.

W obu przypadkach niniejsze studium stanowi podstawę, na której inni mogą polegać w dążeniu do przywrócenia stały świadomość dla tych, którzy ją stracili.

Abstrakcyjny:

Przyjmując ramy dynamiki mózgu jako kamień węgielny ludzkiej świadomości, ustaliliśmy, czy dynamiczna koordynacja sygnału zapewnia specyficzne i uogólnione wzorce dotyczące świadomych i nieświadomych stanów po uszkodzeniu mózgu. Dynamiczny wzór skoordynowanych i skoordynowanych sygnałów funkcjonalnego rezonansu magnetycznego charakteryzował osoby zdrowe i pacjentów o minimalnej świadomości. Mózgi pacjentów niereagujących wykazywały przede wszystkim wzór niskiej spójności międzyfazowej głównie za pośrednictwem połączeń strukturalnych i miały mniejsze szanse na przejście między wzorcami. Złożony wzór został dodatkowo potwierdzony u pacjentów z ukrytym poznaniem, którzy mogli wykonywać zadania neuroobrazowania wyobrażeń mentalnych, potwierdzając implikacje tego wzorca w świadomości. Znieczulenie zwiększyło prawdopodobieństwo mniej złożonego wzoru na równe poziomy, potwierdzając jego wpływ na utratę przytomności. Nasze wyniki potwierdzają, że świadomość opiera się na zdolności mózgu do podtrzymywania bogatej dynamiki mózgu i toruje drogę do określania konkretnych i generalizowalnych odcisków palców stanów świadomych i nieświadomych.