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“植物人”能否攻克 让其如愿苏醒?

来源:鏈煡 编辑:admin 时间:2020-08-17
导读: 明明近在咫尺,却被阻隔在不同的世界。对很多遭遇不幸的植物人家属来说,世界上最遥远的距离,或许不是天各一方,而是我就站在你面前,却无法彼此交流。面对亲人热切的呼唤,沉睡中的他们有朝一日会否创造苏醒奇迹?这是认知神经科学面临的一大挑战。如今,

  明明近在咫尺,却被阻隔在不同的世界。对很多遭遇不幸的“植物人”家属来说,世界上最遥远的距离,或许不是天各一方,而是我就站在你面前,却无法彼此交流。面对亲人热切的呼唤,“沉睡”中的他们有朝一日会否创造苏醒奇迹?这是认知神经科学面临的一大挑战。如今,新型诊断工具问世,让人们看到了曙光。

  为攻克“植物人”苏醒这一世界级难题,我国科学家经过不懈努力,提取了意识障碍患者与语言加工相关的神经表征,并将其与机器学习方法结合,创建了一套诊断及预测模型,实现了对“植物人”意识水平的便捷临床诊断与康复预测,正确率达80%。相关研究成果由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、中国科学院灵长类神经生物学重点实验室王立平研究组等团队联合完成,已在线发表于国际权威科学期刊《自然—神经科学》。

  现有诊断方法的局限性

  据不完全统计,我国每年有近10万患者因颅脑外伤、脑卒中、缺血缺氧性脑病等疾病陷入昏迷,继而进入长期意识障碍状态,即传统意义上的“植物人”状态。

  在意识障碍患者中,有两类状态最为常见。一类是能够睁眼闭眼却没有知觉的无反应觉醒综合征,这类患者通常很难恢复;还有一类是最小意识状态,即患者具有有限知觉,比如能与他人有眼神接触,或者眼睛可追踪移动物体。与无反应觉醒综合征患者相比,最小意识状态患者的残存意识水平更高,康复可能性也更高。

  然而,现阶段对患者状态的鉴定主要依赖于有临床经验医生的观察与量表评分,比如观察患者对指令的反应,察看患者的眼睛能否跟着医生的手转动,但这种鉴定方式误诊率高达40%。

  究其原因,研究者认为,这种鉴定方式具有一定主观性,负责检查的医生需要经过专业培训,否则很容易作出错误判断。此外,有些“植物人”可能很清楚医生让他们做什么,但无法作出反应。“这并不代表他们的大脑没有醒着,如果误判了这类患者,后续就会错失很多治疗机遇。”该研究的共同第一作者桂鹏博士表示。

  为进一步提升诊断正确率,近年来有研究者利用脑电或磁共振成像记录患者的脑活动,进而推测其意识障碍程度。但在桂鹏看来,后者存在着较多实施局限性,比如很多患者会连接呼吸机等支持性设备,这给相关检查带来了极大不便,同时也常因支持性设备与磁共振仪器无法兼容导致无法检查,甚至发生意外。

  “不仅如此,由于神经指标较为匮乏,利用磁共振成像检测患者的意识水平,其准确性仍有一定提升空间。”桂鹏称。

  能否开发一种更方便、更客观的意识障碍诊断方法?一直致力于语言相关机制研究的王立平决定借助脑电图,将语言加工这一大脑高级认知功能与意识状态相结合开展研究。对此,华山医院神经外科毛颖/吴雪海团队一拍即合,双方从2016年起开展合作研究。

  在王立平看来,此举一方面对于研究大脑在不同意识状态下处理语言加工的能力及神经机制有着重要科学价值;另一方面,将语言加工能力作为大脑认知能力指标来判断患者残存的意识水平,对于意识障碍患者状态诊断与康复预测有着极其重要的临床价值与社会意义。

  研究所依据的科学原理

  这种新方法依据大脑对语言信息的理解与处理。本研究合作者、浙江大学研究员丁鼐在工作中发现,当健康人聆听按一定频率呈现的汉语语音序列时,大脑会对应不同层级的语言结构——字、词、短语及句子。

  比如,当以4字每秒的速度连续播放“小马过河”4字句子时,大脑会追踪其中的字(“小”“马”“过”“河”,出现频率为4Hz)、词(“小马”“过河”,出现频率为2Hz)与句(“小马过河”,出现频率为1Hz)结构,并在脑磁或脑电等神经信号上得以体现。相应的,如果呈现的是“高学山跑”这样不存在词与句结构的4字语音序列,则只能观察到与字结构出现频率对应的神经信号。

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