Візуалізація досліджує свідомість у хворих з травмами мозку

Нове дослідження використовує технологію візуалізації для оцінки когнітивного функціонування вищого рівня у пацієнтів з важкими травмами мозку. Дослідження відкриває вікно у свідомість, але погляд, який він представляє, розмивається захоплюючими способами, стверджують дослідники з Медичного коледжу Вейла Корнелла.

У новому дослідженні шести пацієнтів, які варіювали свої функції від мінімально свідомого стану до замкнутого синдрому (нормальна когнітивна функція з серйозними руховими порушеннями), дослідники вивчали, як мозок цих пацієнтів реагує на набір команд і питань, поки сканується за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ).

Вони виявили, що існує широка і в основному непередбачувана варіація у здатності пацієнтів реагувати на просту команду (наприклад, "уявіть собі плавання - тепер зупинись"), а потім використовуючи ту саму команду, щоб відповісти на прості так / ні чи множинний вибір питання. Ця варіація була очевидною у порівнянні з їх здатністю взаємодіяти біля ліжка голосом або жестом.

Дослідники заявили, що ці висновки свідчать про те, що досі не існує іспиту, який би міг точно оцінити функціонування вищого рівня, яке може бути, і, безсумнівно, відбувається у багатьох пацієнтів з важким пораненням мозку, - але цей прогрес досягається.

“Ми мусимо відмовитись від думки, що ми можемо покластися на іспит біля ліжка при оцінці деяких важких травм мозку. Ці результати демонструють, що пацієнти, які виявляють дуже обмежені реакції біля ліжка, можуть мати вищу когнітивну функцію, виявлену за допомогою фМРТ », - сказав автор-кореспондент дослідження Ніколас Д. Шифф, доктор медичних наук.

Хоча було досягнуто прогресу у з'ясуванні діапазону функцій мозку у тих, хто сильно постраждав, Шифф закликав бути обережними.

«Хоча всі хочуть використовувати такий інструмент, фМРТ ще не здатний чітко вимірювати когнітивні показники. Існує цілий ряд можливих відповідей, що відображають різні можливості у цих пацієнтів, які ми повинні додатково дослідити та зрозуміти », - сказав він.

Нове дослідження перевірило три рівні спілкування з кроками, які вимагали збільшення когнітивних можливостей, сказав Хеннінг Восс, доктор філософії, старший дослідник дослідження та доцент фізики з рентгенології в Медичному коледжі Вейла Корнелла.

"Хоча ми не змогли однозначно налагодити зв'язок у цих пацієнтів з пошкодженням мозку, наші дослідження допомагають нам виявити проблеми, характерні для цієї групи пацієнтів", - сказав Восс. "Ми отримали чітке уявлення про те, де і як шукати такий вид мозкової діяльності у відповідь на певні команди".

Етичний імператив

"Тисячі людей щороку страждають виснажливими травмами мозку, і існує чіткий етичний імператив, щоб якомога більше дізнатись про їхню здатність до спілкування", - сказав провідний автор дослідження Джонатан Бардін, аспірант третього курсу неврології в Weill Cornell Медичний коледж.

"Ці висновки застерігають нас від надмірної ваги негативних результатів і відкривають нам очі на різноманітність реакцій, які можна очікувати від широкої групи людей з важкими травмами мозку", - сказав він.

Потенційні наслідки цих видів досліджень свідомості є значними, сказав співавтор Джозеф Фінс, доктор медичних наук

«Окрім полегшення спілкування з цими пацієнтами, ці дослідження повинні доносити до суспільства в цілому, і це населення заслуговує нашої колективної уваги.

«Переважна більшість хворих з важкими травмами головного мозку по всій країні отримують неякісну допомогу, оскільки їм неправильно діагностують, не надають належної реабілітації та часто потрапляють у будинки престарілих. Ми всі хочемо, щоб це змінилося », - сказав Фінс, директор з медичної етики та голова комітету з етики лікарні Нью-Йорк-Пресвітеріан / Медичний центр Вайла Корнелла.

fMRI виявляє складність свідомості

Дослідження Weill Cornell є продовженням дослідження того, як фМРТ може встановити лінію зв'язку з пацієнтами з травмами головного мозку, щоб зрозуміти, чи можуть вони отримати вигоду від реабілітації, та оцінити їхній рівень болю та інші клінічні параметри, які могли б покращити догляд та Якість життя.

Співробітники досліджень у Кембриджі, Англія, та Льєжі, Бельгія, опублікували попередні демонстрації у 2006 та 2010 роках, згідно з якими пацієнти з важкими травмами мозку могли реагувати на команди або запитання. Ці дослідження розширюють попередні висновки і є важливим підтвердженням таких вимірювань незалежними вченими.

У поточному дослідженні спостережувана дисоціація та широкий діапазон комунікативних можливостей у досліджуваних пацієнтів дають унікальне уявлення. На першому кроці шість пацієнтів, а також 14 учасників контролю отримали команду, яка лягла в основу подальшого спілкування. Контрольним добровольцям запропонували уявити, як вони займаються улюбленими видами спорту, а пацієнтам уявити себе плаванням.

Потім у трьох пацієнтів, які могли це зробити, та у всіх контрольних групах дослідники попросили їх використати ту ж уявну діяльність, щоб відповісти на один чи два варіанти у простому питанні з двох частин. У третьому завданні з множинним вибором їм показали лицьову карту з колоди гральних карт, а потім попросили відповісти, коли було названо обличчя або масу карти.

Сканування показало низку "дисоціацій" у цих пацієнтів - "дивовижні випадки, коли реакції пацієнтів на візуалізацію відрізнялися від їх поведінки", сказав Бардін.

Один пацієнт міг генерувати ментальні образи, але не використовувати їх для відповіді на запитання - хоча він міг точно спілкуватися жестами. Інший пацієнт, який вміє говорити, не міг виконати завдання, пов’язане з уявленням про психіку. Третій пацієнт, який міг уявити плавання за командою, продемонстрував різно різноманітні схеми реакції мозку під час тестування.

"У пацієнтів, які беруть участь у цьому дослідженні, часто трапляються множинні або широко розповсюджені травми головного мозку, які зачіпають не лише місцеві ділянки мозку, але й всю мозкову мережу в широкому масштабі", - сказав Восс.

«Навіть якби ми точно знали всі травми, пов’язані з предметом, наше все ще обмежене розуміння мозкових мереж, що беруть участь у спілкуванні, у багатьох випадках не дає можливості точно передбачити залишилися когнітивні та комунікативні навички. Якщо неможливо нормальне спілкування, фМРТ може виявити когнітивні можливості на декількох рівнях ".

"По суті, це перевірка реальності, оскільки у цих пацієнтів існує широкий діапазон когнітивних здібностей, і наслідки для крайніх частин спектру є важливими", - сказав доктор Шифф.

"Не всі пацієнти з мінімальною свідомістю однакові, і не всі пацієнти із синдромом замкненості однакові", - сказав він.

Надалі дослідницька група разом з іншими спеціалістами планує велике багатоцентрове дослідження фМРТ разом із європейськими та канадськими колегами за підтримки Фонду Джеймса С. Макдонелла, щоб краще зрозуміти як його обіцянки, так і обмеження в серйозній оцінці когнітивних здібностей. поранених мозку пацієнтів.

Дослідження опубліковано в Інтернет-виданні журналу Мозок.

Джерело: Медичний коледж Weill Cornell