“植物人”能否被喚醒?關鍵密碼藏在大腦深部的腦電波里。記者3日從中國科學院自動化研究所獲悉,通過分析不同年齡、病因及嚴重程度的意識障礙患者的腦活動模式,由該所與北京天壇醫(yī)院、杭州師范大學等組成的聯(lián)合研究團隊,成功揭示意識恢復的共性神經機制,為破解這一全球性的醫(yī)學與科學難題提供了關鍵線索。相關研究成果發(fā)表于《自然-通訊》雜志。
意識障礙是指患者因嚴重腦損傷而陷入長期昏迷或意識嚴重受損的狀態(tài),嚴重的患者被稱為“植物人”。在我國,這類患者數量龐大,約有100萬人,且每年新增5萬至10萬人。意識障礙的評估與治療一直是醫(yī)學上的巨大挑戰(zhàn)。
在這項研究中,科研人員另辟蹊徑,通過分析接受深部腦刺激治療患者的腦內微電極記錄,并借助人工智能深度挖掘大腦“意識開關”——丘腦的神經活動模式。他們從紛繁的電信號中,成功篩選出少數幾個核心特征,構建出一個能跨越不同病因、年齡和病情嚴重程度的神經度量“標尺”。
“這把‘標尺’能夠有效預測患者一年后的意識恢復情況,這意味著看似千差萬別的恢復過程,可能受到一個共同的神經機制的影響!闭撐墓餐ㄓ嵶髡、中國科學院自動化研究所研究員余山說。
更令人振奮的是,依據這把“標尺”,科研人員還發(fā)現(xiàn)了三類不同的恢復軌跡。其中,最重要的是發(fā)現(xiàn)了一類“隱匿恢復者”,他們臨床表現(xiàn)為嚴重的植物狀態(tài),常規(guī)評估認為希望渺茫,但其丘腦4—8赫茲的神經振蕩卻顯示出高度的穩(wěn)定性。超過一半的這類患者成功恢復了意識。“這意味著,未來我們有望更早、更精準地識別出那些被傳統(tǒng)方法遺漏、實則擁有康復潛力的患者,為他們爭取寶貴的治療機會!闭撐墓餐ㄓ嵶髡、首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院主任醫(yī)師何江弘表示。
有意思的是,研究通過計算模型進一步揭示,意識恢復可能存在著“殊途同歸”的兩條路徑:一條先增強神經活動的強度,再提升其穩(wěn)定性;另一條則相反,先提升神經活動的穩(wěn)定性,再增強其活動強度!斑@兩條路徑恰好分別對應了臨床上的兩類有恢復潛力的患者類型,其中一類是上述‘隱匿恢復者’!庇嗌秸f,這不僅為理解患者不同的康復歷程提供了新視角,也提示人類在從麻醉、睡眠到清醒的不同意識狀態(tài)切換中,可能共享著某些基礎的神經規(guī)律。
何江弘表示,目前研究團隊正積極研發(fā)基于高密度腦電圖的無創(chuàng)檢測技術與人工智能預后系統(tǒng),旨在讓這一科學突破能早日惠及廣大患者,為患者家庭帶來新的希望。
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