Образно изследване сондира съзнание при пациенти с мозъчно увреждане

Ново изследване използва образна технология за оценка на когнитивното функциониране на по-високо ниво при пациенти с тежко мозъчно увреждане. Изследването предоставя прозорец към съзнанието - но представата, която представя, е тази, която е замъглена по очарователни начини, казват изследователи от Медицинския колеж Weill Cornell.

В ново проучване на шест пациенти, вариращи по своята функция от минимално съзнателно състояние до заключен синдром (нормална когнитивна функция с тежко двигателно увреждане), изследователите разгледаха как мозъкът на тези пациенти реагира на набор от команди и въпроси, докато се сканира с функционално ядрено-магнитен резонанс (fMRI).

Те открили, че има широка и до голяма степен непредсказуема вариация в способността на пациентите да реагират на проста команда (като „представете си плуване - сега спрете“) и след това да използват същата тази команда, за да отговорят на прости да / не или многократен избор въпроси. Тази вариация беше очевидна в сравнение с тяхната способност да си взаимодействат до леглото с помощта на глас или жест.

Изследователите казват, че тези открития предполагат, че все още не съществува изпит, който да може точно да оцени функционирането на по-високо ниво, което може да се случи и със сигурност изглежда, че се среща при редица пациенти с тежко мозъчно увреждане, но че се постига напредък.

„Трябва да се откажем от идеята, че можем да разчитаме на изпит до леглото при нашата оценка на някои тежки мозъчни наранявания. Тези резултати показват, че пациентите, които показват много ограничени отговори в леглото, могат да имат по-висока когнитивна функция, разкрита чрез fMRI “, каза авторът на изследването, Nicholas D. Schiff, M.D.

Въпреки че е постигнат напредък в изясняването на обхвата на мозъчната функция при тежко ранените, Шиф призовава да се внимава.

„Въпреки че всеки иска да използва инструмент като този, fMRI все още не е в състояние да направи ясни измервания на когнитивните резултати. Ще има набор от възможни отговори, отразяващи различни възможности на тези пациенти, които трябва да проучим и разберем по-нататък “, каза той.

Новото проучване тества три нива на комуникация в стъпки, които изискват увеличаване на когнитивния капацитет, каза д-р Хенинг Вос, старши изследовател на изследването и доцент по физика по рентгенология в Медицинския колеж Weill Cornell.

„Въпреки че не успяхме еднозначно да установим комуникация при тези мозъчно увредени пациенти, нашето изследване ни помага да идентифицираме проблеми, специфични за тази популация пациенти“, каза Вос. „Получихме ясна картина за това къде и как да търсим този вид мозъчна дейност в отговор на определени команди.“

Етичен императив

„Хиляди хора страдат от инвалидизиращи мозъчни наранявания всяка година и има ясен етичен императив да научат колкото се може повече за способността им да общуват“, казва водещият автор на изследването Джонатан Бардин, студент от трета година по неврология в Weill Cornell Медицински колеж.

„Тези открития ни предупреждават да не придаваме прекалено голяма тежест на отрицателните резултати и ни отварят очите за разнообразието от отговори, които може да се очакват от широката група хора с тежко мозъчно увреждане“, каза той.

Потенциалните последици от тези видове изследвания на съзнанието са значителни, каза съавторът Джоузеф Финс, доктор по медицина

„Освен улесняване на комуникацията с тези пациенти, тези проучвания трябва да общуват с обществото като цяло, тази популация е достойна за нашето колективно внимание.

„По-голямата част от тежко мозъчно увредените пациенти в цялата страна получават некачествени грижи, тъй като са неправилно диагностицирани, не им е осигурена адекватна рехабилитация и често попадат в домове за възрастни хора. Всички искаме това да се промени “, каза Финс, директор по медицинска етика и председател на комисията по етика в Ню Йорк-Пресвитерианска болница / Уайл Корнел Медицински център.

fMRI разкрива сложността на съзнанието

Проучването на Weill Cornell е продължение на изследването за това как fMRI може да установи линия за комуникация с увредени мозъчни пациенти, за да разбере дали могат да се възползват от рехабилитацията и да прецени нивото на болка и други клинични параметри, които биха подобрили грижите и качество на живот.

Изследователи в Кеймбридж, Англия и Лиеж, Белгия, публикуваха по-ранни демонстрации през 2006 и 2010 г., че тежко мозъчно увредените пациенти могат да отговорят на команди или въпроси. Настоящите проучвания разширяват по-ранните открития и представляват важно потвърждение на такива измервания от независими учени.

В настоящото проучване наблюдаваните дисоциации и широкият обхват на комуникационните възможности при изследваните пациенти осигуряват уникални прозрения. В първата стъпка на шестимата пациенти, както и на 14 участници в контрола, беше зададена команда, която формира основата за по-нататъшна комуникация. Контролните доброволци бяха помолени да си представят, че изпълняват любимите си спортове, а пациентите да си представят как плуват.

След това, при тримата пациенти, които биха могли да направят това, и във всички контроли, изследователите ги помолиха да използват една и съща въображаема дейност, за да отговорят на една или две възможности в прост въпрос от две части. В третата задача с многократен избор им беше показана лицева карта от тесте игрални карти, след което бяха помолени да отговорят, когато лицето или костюмът на картата бяха посочени.

Сканиранията показаха редица „дисоциации“ при тези пациенти - „изненадващи случаи, при които образните реакции на пациентите се различават от поведението им“, каза Бардин.

Един пациент може да генерира психични образи, но не и да ги използва за отговори на въпроси - въпреки че може да комуникира точно с жестове. Друг пациент, който може да говори, не може да изпълни задачата за психично изображение. Трети пациент, който можеше да си представи плуване по команда, показа драстично различни модели на мозъчна реакция, когато се тества с времето.

"Пациентите, участващи в това проучване, често имат множество или широко разпространени мозъчни наранявания, засягащи не само локалните мозъчни области, но и цялата мозъчна мрежа в широк мащаб", каза Вос.

„Дори да знаехме точно всички наранявания, свързани с даден обект, все още ограниченото ни разбиране за мозъчните мрежи, участващи в комуникацията, прави невъзможно точното прогнозиране на оставащите когнитивни и комуникативни умения в много случаи. Ако не е възможна нормална комуникация, fMRI може да разкрие когнитивни способности на няколко нива. "

„Това е проверка на реалността, по същество, защото има широк спектър от когнитивни способности при тези пациенти и последиците за крайните краища на спектъра са важни“, каза д-р Шиф.

"Не всички пациенти с минимално съзнание са еднакви и не всички пациенти със заключен синдром са еднакви", каза той.

Занапред изследователската група, заедно с други в тази област, планира голямо многоцентрово проучване на fMRI заедно с европейски и канадски колеги, подкрепени от Фондация „Джеймс С. Макдонел“, за да разбере по-добре както своите обещания, така и ограниченията при измерване на когнитивните способности в голяма степен мозъчно увредени пациенти.

Изследването е публикувано в онлайн изданието на списанието Мозък.

Източник: Медицински колеж Weill Cornell