热门:“植物人”能否苏醒？中国科学家提出了一种更准确的预测做法

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原始insulindian水果壳

年，车王舒马赫斯基出事时，医生预测他有可能成为永久植物人。 幸好几个月后，舒马赫摆脱了昏迷，出现了觉醒的迹象。 但是，有些“植物人”的患者一生只能维持“植物状态”。 如何评价植物人能否恢复意识历来是临床上的一大课题。

迈克尔·舒马赫去年12月末滑雪时出了事故，头撞到了岩石| mark mcardle / wikimedia commons

最近，中国科学家提出了一种用脑电图检查患者对语言的反应，预测植物人是否醒来的新方法。

“植物人”也有区别

“植物人”这种症状准确地称为“持续植物状态”。 很久以前，他们可以睁开眼睛闭上眼睛，但没有意识。 近年来，这种状态已被更中性的“无反应觉醒综合征”所取代。

无反应觉醒综合征患者不太康复，但像舒马赫这样的或“植物人”几年后恢复了意识。 因此，2002年，学术界又提出了“最小意识状态”的概念。 处于最小意识状态的患者具有有限的知觉，如与他人进行眼神接触，眼睛追踪移动物体等。 他们很可能会继续改善，即使一点也能恢复信息的表现和理解能力。 另外，部分无反应觉醒综合征患者也有可能好转到最小意识状态。

正电子发射断层扫描是比较常用的神经成像技术，图示了不同情况患者的成像结果。 三角区域为楔前叶，认为该脑区域的代谢水平表示意识水平|参考文献[5]

这两种状态的区别现在取决于行为学尺度。 但是，这种方式主观上很强，容易误诊(误诊率约为40% )。 近十年来，有些研究者尝试用神经影像技术进行区分，这明显可以提高诊断的准确率，但依然存在设备昂贵少见、测试消费巨大、采用不便等问题。

另一种做法是“脑波”，通过贴在头皮外面的电极记录大脑皮质的电活动，可以客观地反映大脑的功能。 这种方式比较方便，便宜，也可以携带。 来自中国科学院神经科学研究所和上海华山医院的研究者通过脑波开发出了区分“植物人”是否醒来的做法，研究最近发表在《自然神经科学》杂志上。

字、词、句各有反应

这种新做法基于大脑对语言新闻的理解和解决。 这可以分为字、词、句三个层次，对不同层次的解决能力，表示不同的意识层次。

比如上课时，如果我们身体好的话，就能明白老师说的句子的大致比例。 但是，一旦陷入困倦的状态，就几乎不知道老师在说什么了。 除非突然问自己的名字，否则很快就会醒的。 这时，我们对语言的解决能力其实从句子降到了单独的语言。 实验证明，当观察力集中在视觉而不是听力上时，人们听到单词时的反应不会改变，但听到词汇和句子时的反应能力明显较差。

上课时感到困的时候，不太明白老师说的话| pixabay

因此，研究者寻找36名无反应觉醒综合征患者、42名最小意识状态患者、47名健康者，通过观察他们对语言、语言、句子的反应是否有差异，来区别他们的意识状态。

在实验中，被实验者听到一连串的声音，把这些声音分为单词、二字词、四字短文三个阶段。 如果能解决这些语言新闻，大脑的对应词、词、句的电气活动频率就不同。

每个字的长度是250 ms。 单词、二字词、四字短文的出现频率分别为4 hz、2 hz、1 hz。 如果大脑能解决这些语言新闻，脑电对单词、单词、句子的反应也应该是4 hz、2 hz、1 hz |参考文献[1]。

结果表明，健康人对字、词、句有明显反应。 最小意识状态的被实验者对词语有稍微显着的反应，对句子没有反应。 无反应觉醒综合征的受试者，语言和句子都没有明显的反应。

在最小意识状态的组中，11名患者对词语和句子的反应更明显。 这11人中有5人在100天内明显好转。 4名反应水平高的无反应觉醒综合征患者中，1名也明显好转。

有望使预测更准确

现在科学界的主流理论认为，意识不仅是静态的，而且越来越多的反应处于全脑协同工作的动态过程中。 在高难度的大脑活动中，与观察力和主观感觉相关的高度大脑区域比时间被激活的时间长。

因为前面的结果很难反映大脑的动态变化，所以研究者接下来分析了动态新闻。 结果表明，在解决语言时，3组被实验者的大脑活动模式确实不同。 特别是在解决语言和句子时，健康者被激活的脑区域集中在观察力和主观感觉相关的高度脑区域，患者组的脑活动现在与视觉、听觉感觉相关的低级感觉皮质越来越多。 另外，在最小意识状态和无反应觉醒综合征的受试者之间，出现了可以定量化的显着差异，使这两种状态的患者更好地区别开来。

迄今为止的研究认为额叶皮质与观察力、计划、选择等高级功能相关，顶叶皮质负责感觉新闻的整合，额叶顶叶皮质环参与高级识别活动| the-scientist。

这些结果反过来可以用来诊断“植物人”的状态，评价之后的恢复状况吗？

研究者从实验数据中提取了一点特征，用机器学习的方法训练了一系列诊断系统，同时诊断了被实验者。 结果显示，最小意识状态受试者的诊断精度达到58 %，无反应觉醒综合征达到70 %。 使用这个系统预测了记录患者脑电100天后的好转，准确率也从行为学尺度的27 %提高到了80 %。

图| pixabay

现在这项事业还有一定的限制。 例如，现在采用软件合成的声音，而采用例如患者的家人这样更熟悉的声音，可能容易引起患者的大脑反应。 降低语言和句子的速度，他们的反应可能会变强。 另外，可用于研究的病例很少，患者的意识水平发生变动，这些可能会影响诊断系统的正确性。

但是，这种新的做法有助于尽早完善意识障碍患者的诊断，优化医疗资源的分配，以期给越来越多的患者及其家属带来希望。

参考文献

[1] gui p，江y，zang d，ET AL.assessingthedepthoflanguageProcessinginpatientswithdisordersofconsciousness [ ]

[2]dehaene s，changeuxj.experimentalandtheoreticalapproachestoconsciousprocessing [ j ].neuron，70 ( )

[3] engemann d a，raimondo f，king j，et al.robuste eg-based cross-siteandcross-protocolclassificationoos

[4] giacino j t，fins j j，laureys s，ET AL.Disordersofconsciousnessafteracquiredbraininjury:Thestateofthesciee

[5] guldenmund p，stender j，heine l，et al.mind sight:diagnosticsindisordersofconsciousness [ j ].CRI ine

[6] jennett b，PLUMF.Persistentvegetativestateafterbraindamage:Asyndromeinsearchofaname [ j ].the Lancet

[7] perrin f，castro m，tillmann b，et al.promotingtheuseofpersonallyrelevantstimuliforinvestigatingpatientswith

作者: insulindian

麦子

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