Kesedaran: Kajian Brain Terobosan Menunjukkan Harapan untuk Pesakit Sadar

Kesedaran manusia, lensa di mana kita mengalami kehidupan, adalah satu perkara yang sukar untuk diturunkan di otak - terutama pada orang yang mengalami kecederaan otak traumatik dan tidak dapat memberitahu kita bahawa otak mereka masih melaksanakan fungsi penting itu.

Penyelidikan baru dikeluarkan pada Rabu Kemajuan Sains mengambil langkah besar dalam mengenal pasti corak otak yang bertindak sebagai petunjuk untuk sama ada seseorang masih mengalami kesedaran, walaupun mereka tidak dapat memberitahu diri kita sendiri.

Para saintis berharap dengan mengenal pasti corak-corak otak ini, mereka mungkin dapat membantu pesakit-pesakit yang tidak responsif untuk mendapatkan semula kesedaran.

Kertas ini, pertama yang ditulis oleh ahli sains kognitif dan klinikal, Athena Demertzi, Ph.D., berdasarkan teori sedia ada tentang bagaimana otak menghasilkan kesedaran. Kesedaran, pada tahap tertentu, nampaknya dikaitkan dengan sambungan otak. Apabila kita tidak sedarkan diri, kajian terdahulu menunjukkan bahawa kawasan otak berpaling ke dalam, mengurangkan usaha komunikasi dengan kawasan lain yang jauh. Apabila kita tersandung pada LSD, otak menghasilkan pelbagai jenis sambungan, menghantar banyak isyarat di antara kawasan, satu fenomena yang beberapa diterangkan sebagai "kesedihan yang diubah".

Tetapi semasa kesederhanaan yang sederhana, otak terus menghantar isyarat di antara kawasan otak dan mencipta pengalaman hidup yang jauh lebih besar daripada jumlah bahagiannya.

Makalah ini mengenal pasti corak aktiviti otak yang berbeza yang berkaitan dengan kesedaran, yang boleh membantu menerangi apabila pesakit yang tidak responsif sebenarnya bertukar antara keadaan sedar dan tidak sedarkan diri:

"Bekerja dengan keluarga dan penjaga pesakit sepanjang tahun ini saya menyedari bahawa ada permintaan berterusan untuk maklumat tentang apa yang berlaku dengan mereka yang dikasihi," kata Demertzi Songsang. "Saya mempertimbangkan kaitan klinikal penemuan semasa kami yang menjanjikan untuk memberi maklumat mengenai keadaan kesedaran pada pesakit, tetapi saya mendapati mereka mendapat pengesahan selanjutnya sebelum menggunakannya sebagai biomarker klinikal."

Bekerja dari University of Liége di Belgium, Demertzi memulakan siasatannya dengan mengambil gambar fMRI dari 159 orang, termasuk individu yang sihat, orang di bawah anestesia, dan pesakit dengan sindrom terjaga tidak responsif - keadaan vegetatif di mana mata seseorang terbuka, tetapi mereka tidak menunjukkan tanda kesedaran. Demertzi menganalisis aktiviti dan keterkaitan 42 kawasan otak yang berbeza untuk menerangi corak. Secara keseluruhannya, dia mengenal pasti empat corak yang berbeza tetapi mendapati bahawa dua nampaknya paling berguna untuk menentukan kesedaran.

Yang pertama adalah corak satu, yang mana ia menggambarkan sebagai "corak yang paling rumit dari segi kekayaan dalam cara rantau berkomunikasi satu sama lain." Pola satu, dia menjelaskan, menunjukkan kesedaran dalam otak yang sihat. Corak lain yang dia perhatikan adalah corak empat, corak "koherensi yang rendah", yang bermaksud bahawa 42 kawasan yang dia pelacakan tidak berkomunikasi dengan baik. Corak empat, dia mencadangkan, menunjukkan ketidaksadaran (ia biasanya dijumpai pada orang di bawah anestesia) - yang sesuai dengan penemuan sebelumnya.

Bahagian baru mengenai kajian Demertzi ialah dia menyedari bahawa sesetengah pesakit yang tidak responsif cenderung beralih dari pola empat yang tidak responsif kepada corak yang sangat responsif - walaupun untuk sekejap detik.

"Apa yang ditunjukkan oleh kajian kami ialah pesakit yang tidak responsif, walaupun mereka menunjukkan corak kesalinghubungan rendah 4 dari mana mereka jarang keluar, mereka juga mempunyai contoh corak kompleks 1," jelasnya. "Oleh itu, kami tertanya-tanya sama ada suatu hari nanti kita akan dapat melihat konfigurasi otak ini tepat pada waktunya, jadi pilihan kami untuk intervensi ditargetkan dalam cara yang lebih spesifik, dengan merangsang dan dengan itu memelihara konfigurasi otak ini."

Singkatnya, dia melihat saat itu apabila otak seseorang menukar gear dari pola empat yang tidak responsif kepada corak yang berpotensi sihat sebagai satu peluang yang unik dan penting. Sekiranya doktor dapat campur tangan pada masa itu, dia berharap agar kami dapat membantu pesakit dalam keadaan tidak bertanggungjawab tahan kepada corak aktiviti otak yang dikaitkan dengan kesedaran.

Sama ada yang sebenarnya akan membantu mereka kembali sepenuhnya kepada keadaan yang terjaga, masih tertekan, Demertzi mengakui. Dia juga menambah bahawa sesetengah keluarga yang cuba membuat keputusan untuk meneruskan dengan orang yang tersayang di negeri-negeri ini boleh menafsirkan penemuannya secara berbeza. "Sesetengah keluarga mungkin menganggap 'kehadiran kesedaran' yang diharapkan dan mereka akan meningkatkan usaha untuk mengembalikannya," tambahnya. "Sedangkan yang lain mungkin mendapati ia sebagai negara yang sangat terancam sehingga kehidupan tidak bernilai hidup."

Dalam kedua-dua kes, kajian ini menyediakan asas yang boleh dibina oleh orang lain dalam usaha untuk memulihkannya kekal kesedaran kepada mereka yang telah kehilangannya.

Abstrak:

Mengguna pakai rangka dinamik otak sebagai asas kesedaran manusia, kami menentukan sama ada koordinasi isyarat dinamik memberikan corak khusus dan umum yang berkaitan dengan keadaan sedar dan tidak sedar selepas kerosakan otak. Corak dinamik bagi fungsi pengimejan resonans resonans magnetik yang diselaraskan dan diselaraskan mempunyai ciri-ciri individu yang sihat dan pesakit yang sedar secara sedar. Otak pesakit yang tidak responsif menunjukkan terutamanya pola koherensi fasa interferensi rendah yang paling banyak ditengahi oleh sambungan struktur, dan mempunyai peluang yang lebih kecil untuk peralihan antara corak. Corak yang kompleks itu terus diperkuatkan pada pesakit dengan kognisi rahsia, yang dapat melakukan tugas pencitraan mental neuroimaging, mengesahkan implikasi pola ini dalam kesadaran. Anestesia meningkatkan kebarangkalian pola yang kurang kompleks pada tahap yang sama, mengesahkan implikasinya dalam ketidaksadaran. Keputusan kami menegaskan bahawa kesedaran terletak pada keupayaan otak untuk mengekalkan dinamik otak yang kaya dan membuka jalan untuk menentukan cap jari spesifik dan genalisasi keadaan sedar dan tidak sedarkan diri.