En ny studie med funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) visar att bilden av hjärnan hos en person i ett vegetativt tillstånd eller minimal medvetande tillstånd avviker från de mönster av aktivitet i den mänskliga hjärnan, i medvetandet, säger i artikeln, som publicerades i tidskriften Science Förskott av ett internationellt team av forskare. Deras resultat visar att i motsats till patienter i ett semi-medvetna tillstånd, hjärnan hos en frisk person visar en hög dynamik och betydligt mer komplex anslutning.
“Resultaten av studien visar betydande framsteg i definitionen av “fingeravtryck” av medvetandet i hjärnan, säger neurolog Anil Seth från University of Sussex, har inte deltagit i detta forskningsprojekt. “Detta arbete öppnar en ny dörr i definitionen av medvetna och omedvetna Staterna under olika villkor”.
En person kan vara i ett tillstånd av övergående förlust av medvetandet (till exempel, under sömnen eller anestesi), eller helt omedvetna, till exempel när de får en hjärnskada. Men trots att medvetslöshet definieras som oförmåga för hjärnan att reagera på stimuli, sådant beteende är inte alltid resultatet av medvetslöshet, säger en del studier. Till exempel, i praktiken av medicin det har förekommit fall då patienter vid första anblicken och inte reagerar på stimuli, i själva verket visade verksamhet liknande den som kännetecknande för den mänskliga hjärnan, som är i åtanke – de fick höra att föreställa sig att de utför någon form av fysisk aktivitet, till exempel att spela tennis. En sådan mental reaktion i avsaknad av fysiska svara kallas kognitiv motor dissonans.
Liknande observationer har forskare fortsatt forskning syftar till att förstå vad som händer med den mänskliga hjärnan under den medvetna och omedvetna tillstånd.
I vissa tidigare studier övervakning av hjärnans elektriska aktivitet med hjälp av electroencephalography på människor som sov, under inflytande av anestesi eller efter att de upplevt traumatiska hjärnskada, upptäcktes i hjärnan vågor av vissa mönster som forskare har kopplat till medvetande. Dock EEG inte tillåter en att få full geografisk information om aktivitet i hjärnan, säger Jacobo Sitt från den Parisiska research Institute i hjärnan och ryggmärgen. I sin tur, med hjälp av funktionell magnetresonanstomografi, “nu vet vi vad som orsakar dessa mönster,” enligt en ny studie.
Sitt med kollegor och stöds av tre medicinska institutioner i Paris, new York och Belgiska Liege utförs MRT 47 friska människor och 78 patienter i vegetativt tillstånd (svarar vakenhet syndrom, UWS), i vilket det finns en brist på reaktion med bevarande av cykeln av sömn-vakenhet (en man ligger med öppna ögon, men inte svara på stimuli), såväl som ett tillstånd av minimal medvetande (MCS), där människor kan spåra objekt, men inte kan förmedla sina känslor och tankar.
Datorn analys av MRT som erhållits på grundval av ca 400 bilder med en varaktighet på ca 20 minuter vardera för varje deltagande observationer visade fyra mönster (pattern) eller mönster av aktivitet i hjärnan. Men, som forskarna observera att sannolikheten för att två specifika mönster när skanna direkt beroende av de etablerade mänskliga diagnos.
Till exempel, i friska människor betydligt oftare än patienter med manifest “första naturen aktivitet”, som kännetecknas av hög rumslig komplexitet och interregionalt anslutning av områden i hjärnan, vilket tyder på samordning av arbetet i hjärnan. På den andra sidan, hos patienter som diagnostiserats med UWS första mönster av aktivitet har visat mycket sällan, men “den fjärde”, som kännetecknas av nedsatt fysisk komplexitet och regionala anslutning, tvärtom, observerades oftast. Patienter med tillstånd av minimal medvetande (MSC) i allmänhet visade genomsnittliga aktiviteten i hjärnan, som är någonstans i mitten mellan de två grupperna. Manifestationer av den andra och tredje mönster av aktivitet observerats bland alla grupper av deltagarna i studien.
Då forskarna har analyserat hjärnans aktivitet för en annan grupp människor, som består av 11 patienter från ett kanadensiskt sjukhus. Och, åter igen, mr-undersökning visade att förekomsten av vissa tecken av hjärnans aktivitet. Sex patienter med UWS var vanligaste fjärde mönster av aktivitet, de återstående fem som har haft kognitiv motor dissonans, som ofta tar sig uttryck i första mönster av aktivitet, vilket bekräftar resultaten från tidigare studier (som nämndes i början av artikeln), som pekar på förekomsten av medvetande hos dessa patienter.
Den första (till vänster) och fjärde (höger) mönster av aktivitet i hjärnan upptäcks med MRI-skanning
Enligt neurolog Tristan Bekinschtein från University of Cambridge, med ett så komplicerat prov (patienter i olika stadier av aktivitet i hjärnan, olika medicinska institutioner, olika utrustning som används för forskning) som “sannolikheten för misslyckande av studien var mycket hög.” Resultaten var dock “mycket konsekvent”, sade forskaren.
Förmågan att identifiera underskrifter av medvetande och medvetslöshet kan hjälpa läkare och familjer att göra svåra val till förmån för fortsatta eller vägran av livet stöd av svårt sjuka patienter, säger narkosläkaren Anthony Hudec från University of Michigan. Dessutom kommer möjligheten att snabbt förstå effektivitet eller ineffektivitet av vissa metoder för behandling och rehabilitering.
“I slutet, allt detta leder till en bättre förståelse av vad det är som händer i hjärnan hos dessa patienter jämfört med hjärnan hos friska människor och de som är i ett tillstånd av medvetande. Från denna ståndpunkt, är denna studie tar ett stort steg framåt, säger Hades.
För att diskutera resultaten av den forskning av neurologer i våra Telegram chatt.