Svijest: Studija probojnog mozga pokazuje nadu za nesvjesne pacijente

Ljudska svijest, leća kroz koju proživljavamo život, teško je uvući u mozak - osobito kod ljudi koji su doživjeli traumatsku ozljedu mozga i ne mogu nam reći da njihov mozak još uvijek izvršava tu bitnu funkciju.

Novo istraživanje objavljeno je u srijedu Znanstveni napredak čini veliki korak naprijed u prepoznavanju uzoraka mozga koji djeluju kao trag da li netko još uvijek može doživjeti svijest, čak i ako nam oni sami ne mogu reći.

Znanstvenici se nadaju da će identificiranjem ovih uzoraka mozga jednog dana moći pomoći pacijentima koji ne reagiraju i vratiti svijesti.

Ovaj rad, prvi autor kognitivne i kliničke neuroznanstvene doktorice Athena Demertzi, temelji se na postojećim teorijama o tome kako mozak proizvodi svijest. Čini se da je svijest na nekoj razini povezana s povezivanje mozga, Kada smo nesvjesni, prethodne studije pokazuju da se regije mozga okreću prema unutra, smanjujući napore u komunikaciji s drugim, dalekim regijama. Kada se spoticamo o LSD, mozak proizvodi različite vrste povezanosti, šaljući mnogo signala među regijama, fenomen koji neki objašnjavaju kao "izmijenjena svijest".

No, tijekom jednostavne, trijezne svijesti, mozak stalno šalje signale među regijama mozga i stvara iskustvo života koje je daleko veće od zbroja njegovih dijelova.

Ovaj rad identificira različite obrasce aktivnosti mozga koji su povezani sa sviješću, što može pomoći u rasvjetljavanju kad pacijenti koji ne reagiraju zapravo prebacuju između svjesnih i nesvjesnih stanja:

"Radeći s obiteljima i njegovateljima svih ovih godina shvaćam da postoji stalna potreba za informacijama o tome što se događa s njihovom voljenom", kaže Demertzi. Inverzan. "Smatram da je klinički značaj naših trenutnih nalaza obećavajući pružiti informacije o stanju svijesti kod pacijenata, ali smatram da zaslužuju daljnju validaciju prije nego ih upotrijebimo kao klinički biomarker."

Radeći na Sveučilištu Liége u Belgiji, Demertzi je započeo svoje istraživanje uzimanjem fMRI slika od 159 osoba, uključujući zdrave osobe, osobe pod anestezijom i bolesnike sa sindromom neosjetljivog budnosti - vegetativnim stanjem u kojem su nečije oči otvorene, ali ne pokazuju znakovi svjesnosti. Demertzi je analizirao aktivnost i povezanost 42 različita područja mozga kako bi osvijetlio uzorke. Sve u svemu, identificirala je četiri različita obrasca, ali je utvrdila da su dva najkorisnija za određivanje svijesti.

Prva od njih je uzorak, koji opisuje kao "najsloženiji uzorak u smislu bogatstva načina na koji regije međusobno komuniciraju." Uzorak jedan, objašnjava ona, ukazuje na svijest u zdravom mozgu. Drugi uzorak koji je primijetila je obrazac četiri, uzorak "niske koherentnosti", što znači da 42 regije koje je pratila nisu dobro komunicirale. Uzorak četiri, ukazuje ona, ukazivala je na nesvjesticu (koja se obično nalazila kod ljudi pod anestezijom) - što se dobro uklapa s prethodnim nalazima.

Novi dio Demertzijeve studije je da je primijetila da neki pacijenti koji ne reagiraju prelaze s obrasca koji ne reagira na četiri na visoko osjetljiv uzorak - čak i na najkraće sekunde.

"Ono što naša studija pokazuje je da pacijenti koji ne reagiraju, premda uglavnom pokazuju nizak koherencijski obrazac 4 iz kojeg rijetko izlaze, također imaju slučajeve složenog obrasca 1", objašnjava ona. "Stoga se pitamo hoće li jednog dana biti u mogućnosti uočiti te trenutne konfiguracije mozga na vrijeme, tako da su naši izbori za intervencije usmjereni na specifičnije načine, poticanjem i time očuvanjem tih konfiguracija mozga."

Ukratko, ona vidi taj trenutak kada nečiji mozak prebacuje zupčanike iz obrasca koji ne reagira četiri na potencijalno zdrav uzorak kao jedinstvenu i važnu priliku. Ako liječnici mogu intervenirati u tom trenutku, ona se nada da bismo mogli pomoći pacijentima u stanju bez odgovora drži se na taj uzorak aktivnosti mozga koji je povezan sa sviješću.

Još uvijek je teško reći hoće li im to zapravo pomoći da se u potpunosti vrate u budnu, angažiranu državu, priznaje Demertzi. Također dodaje da bi neke obitelji koje pokušavaju odlučiti kako postupiti s voljenim osobama u tim državama različito tumačiti njezine nalaze. "Neke obitelji mogu razmotriti nadu" prisutnosti svijesti "i pojačat će napore za njeno vraćanje", dodaje. "Dok bi drugi mogli smatrati da je to vrlo kompromitirano stanje tako da život nije vrijedan življenja."

U svakom slučaju, ova studija pruža temelj na kojem će drugi moći graditi u potrazi za obnovom trajan svjesnosti onima koji su je izgubili.

Sažetak:

Usvajajući okvir dinamike mozga kao kamen temeljac ljudske svijesti, utvrdili smo da li dinamička koordinacija signala pruža specifične i generalizirane obrasce koji se odnose na svjesna i nesvjesna stanja nakon oštećenja mozga. Dinamički uzorak koordiniranih i antikoordiniranih funkcionalnih magnetskih rezonancija karakterizira zdrave pojedince i minimalno svjesne pacijente. Mozgovi pacijenata koji ne reagiraju pokazali su prvenstveno uzorak niske međurealne faze koherencije koja je uglavnom bila posredovana strukturalnom povezanošću i imala manje šanse za prijelaz između uzoraka. Kompleksni uzorak je dodatno potvrđen u bolesnika s tajnom spoznajom, koji su mogli obavljati neuroizmanje zadataka mentalnih slika, potvrđujući implikacije ovog uzorka u svijesti. Anestezija je povećala vjerojatnost manje složenog uzorka na jednake razine, potvrđujući njegovu implikaciju u nesvjesnosti. Naši rezultati pokazuju da svijest počiva na sposobnosti mozga da održi bogatu dinamiku mozga i utrti put za određivanje specifičnih i generaliziranih otisaka prstiju svjesnih i nesvjesnih stanja.