Vědomí: Průlomové studium mozku ukazuje naději pro pacienty v bezvědomí

Lidské vědomí, čočka, kterou prožíváme život, je těžké v mozku sevřít - zejména u lidí, kteří zažili traumatické poranění mozku a nemohou nám říci, že jejich mozek stále vykonává tuto základní funkci.

Nový výzkum zveřejněn ve středu v Vědecké pokroky učiní velký krok vpřed při identifikaci mozkových vzorů, které fungují jako vodítko k tomu, zda někdo může ještě zažívat vědomí, i když nám to nedokáže říci sami.

Vědci doufají, že identifikováním těchto vzorců mozku mohou jednoho dne pomoci pacientům, kteří nereagují, znovu si uvědomit.

Tento článek, první autorem kognitivní a klinické neurologie vědce Atheny Demertzi, Ph.D., je založen na existujících teoriích o tom, jak mozek vytváří vědomí. Zdá se, že vědomí je na určité úrovni spojeno připojení mozku. Když jsme v bezvědomí, předchozí studie naznačují, že oblasti mozku směřují dovnitř a snižují komunikační úsilí s ostatními, daleko odlehlými regiony. Když zakopáváme o LSD, mozek produkuje různé typy konektivity, vysílá mezi regiony spoustu signálů, což je fenomén, který někteří vysvětlují jako „pozměněné vědomí“.

Ale během jednoduchého, střízlivého vědomí, mozek neustále vysílá signály mezi oblastmi mozku a vytváří zážitek života, který je mnohem větší než součet jeho částí.

Tento článek identifikuje odlišné vzorce mozkové aktivity spojené s vědomím, které mohou pomoci osvětlit, když pacienti nereagující na změnu ve skutečnosti přecházejí mezi vědomými a nevědomými stavy:

„Práce s rodinami a pečovateli pacientů po celé tyto roky si uvědomuji, že existuje neustálá poptávka po informacích o tom, co se děje s jejich milovanou osobou,“ říká Demertzi Inverzní. „Považuji klinickou relevanci našich současných nálezů za slibnou, že poskytnou informace o stavu vědomí u pacientů, ale zjistím, že si zaslouží další validaci, než je použijeme jako klinický biomarker.

Demertzi, která pracovala na univerzitě v Liége v Belgii, zahájila vyšetřování pomocí snímků fMRI od 159 lidí, včetně zdravých jedinců, osob v anestezii a pacientů s nereagujícím syndromem bdělosti - vegetativním stavem, ve kterém jsou něčí oči otevřené, ale nevykazují známek. Demertzi analyzoval aktivitu a provázanost 42 různých oblastí mozku, aby osvětlil vzory. Celkově identifikovala čtyři různé vzorce, ale zjistila, že dvě jsou nejužitečnější pro určení vědomí.

První z nich je vzorem, který popisuje jako „nejsložitější vzor z hlediska bohatství ve způsobu, jakým regiony komunikují mezi sebou.“ Vzorec jeden, vysvětluje, svědčí o vědomí zdravých mozků. Dalším vzorem, který si všimla, byl vzor 4, vzor „nízkého soudržnosti“, což znamená, že 42 oblastí, které sledovala, nekomunikovalo velmi dobře. Vzorka čtyři, jak naznačuje, svědčila o bezvědomí (běžně se vyskytovala u lidí v anestezii) - což dobře zapadá do předchozích zjištění.

Novinkou o Demertziho studii je, že si všimla, že někteří nereagující pacienti mají tendenci přecházet z nereagujícího vzoru na vysoce citlivý vzor - dokonce i na nejkratší sekundy.

„Naše studie ukazuje, že nereagující pacienti, i když převážně vykazují model s nízkou koherencí 4, ze kterého jen zřídka vystupují, mají také příklady komplexního vzoru 1,“ vysvětluje. "Proto se divíme, zda jednoho dne budeme schopni tyto momentální konfigurace mozku včas zjistit, takže naše volby pro zásahy jsou zaměřeny specifičtějšími způsoby, a to stimulací a tím zachováním těchto upstátů mozkové konfigurace."

Stručně řečeno, vidí ten okamžik, kdy něčí mozek přepne zařízení z nereagujícího vzoru na potenciálně zdravý vzor jako jedinečnou a důležitou příležitost. Pokud v tomto okamžiku mohou lékaři zasáhnout, doufají, že budeme schopni pomoci pacientům v neodpovídajícím stavu vydrž k tomuto vzoru aktivity mozku, který je spojen s vědomím.

To, zda jim to skutečně pomůže vrátit se plně do bdělého, angažovaného státu, je stále těžké říci, přiznává Demertzi. Dodává také, že některé rodiny, které se v těchto státech snaží rozhodnout, jak postupovat se svými blízkými, mohou její zjištění interpretovat odlišně. „Některé rodiny by mohly považovat„ přítomnost vědomí “za nadějnou a zintenzívnit úsilí o jeho obnovu,“ dodává. „Zatímco ostatní to považují za hrozně ohrožený stát, takže život nestojí za to žít.“

V obou případech tato studie poskytuje základ, na kterém mohou být schopni stavět i ostatní trvalý vědomí těm, kteří ji ztratili.

Abstraktní:

Přijetí rámce dynamiky mozku jako základního kamene lidského vědomí jsme určili, zda dynamická koordinace signálů poskytuje specifické a generalizovatelné vzorce týkající se vědomých a nevědomých stavů po poškození mozku. Dynamický vzor koordinovaných a antikoordinovaných funkčních zobrazovacích signálů magnetické rezonance charakterizoval zdravé jedince a minimálně vědomé pacienty. Mozky nereagujících pacientů vykazovaly primárně strukturu nízké interarální fázové koherence převážně zprostředkované strukturální konektivitou a měly menší šance na přechod mezi vzory. Komplexní model byl dále potvrzen u pacientů s tajným kognitivním onemocněním, kteří mohli provádět neuroimaging úlohy mentálního zobrazování, což potvrdilo důsledky tohoto vzoru ve vědomí. Anestezie zvýšila pravděpodobnost méně složitého vzoru na stejnou úroveň, což potvrdilo jeho důsledky v bezvědomí. Naše výsledky dokazují, že vědomí je založeno na schopnosti mozku udržet si bohatou dynamiku mozku a připravit cestu pro určování specifických a genalizovatelných otisků prstů vědomých a nevědomých stavů.