長眠不醒的“植物人”能否聽見親人的呼喚?如何科學(xué)客觀判斷“植物人”是否還存在意識(shí)?近日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心王立平研究團(tuán)隊(duì)與復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科毛穎、吳雪海團(tuán)隊(duì)合作研究，給出了答案。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年我國有近10萬患者因顱腦外傷、腦卒中、缺血缺氧性腦病等疾病陷入昏迷，繼而進(jìn)入長期的意識(shí)障礙狀態(tài)，即成為傳統(tǒng)意義上的“植物人”。王立平說，當(dāng)前臨床對(duì)此類患者的狀態(tài)鑒定主要依賴于有經(jīng)驗(yàn)醫(yī)生的觀察和量表評(píng)分，具有一定的主觀性，誤診率高達(dá)40%。近年來，也有研究者利用核磁共振成像技術(shù)記錄患者的腦活動(dòng)，推測(cè)意識(shí)障礙程度，但在適用性、易用性、準(zhǔn)確性等方面仍有一定提高空間。
此次研究結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)意識(shí)障礙患者開展了語言加工相關(guān)神經(jīng)表征的探索性研究，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)患者意識(shí)狀態(tài)的診斷和康復(fù)預(yù)測(cè)，為意識(shí)障礙患者的臨床診療提供了新思路。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《自然—神經(jīng)科學(xué)》。
據(jù)王立平介紹，該成果基于合作者浙江大學(xué)研究員丁鼐此前的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)健康人聆聽按一定頻率呈現(xiàn)的漢語語音序列時(shí)，大腦會(huì)對(duì)應(yīng)節(jié)律的神經(jīng)振蕩并行表征序列中不同層級(jí)的語言結(jié)構(gòu)——字、詞、短語或句子。科研團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行假設(shè)，意識(shí)障礙患者的殘存意識(shí)水平與語言序列中層級(jí)結(jié)構(gòu)的加工深度可能存在關(guān)聯(lián)，尤其會(huì)在高層級(jí)語言結(jié)構(gòu)的神經(jīng)表征上得到體現(xiàn)。
科研團(tuán)隊(duì)通過設(shè)計(jì)3種包含不同層級(jí)的語言序列，記錄了“植物人”患者在接受到語音刺激時(shí)的腦電活動(dòng)，并與健康人進(jìn)行了對(duì)比。
結(jié)果顯示，患者組和健康被試組均表現(xiàn)出了對(duì)“字”層級(jí)結(jié)構(gòu)的顯著神經(jīng)響應(yīng)，但僅健康被試組的腦電活動(dòng)對(duì)“詞”和“句子”結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出顯著的“追蹤”。
此次研究論文的共同第一作者桂鵬博士說，大腦“追蹤”字之外的詞、句結(jié)構(gòu)，說明人在“動(dòng)腦筋”，可能需要更高的意識(shí)水平，在臨床研究中，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了15名會(huì)“動(dòng)腦筋”的“植物人”，有6人在腦電記錄100天后真的康復(fù)了。
“此項(xiàng)研究成果提供了一種更加客觀、普適的大腦意識(shí)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)，在昏迷、睡眠、麻醉等一系列與意識(shí)水平相關(guān)的大腦狀態(tài)評(píng)估中將會(huì)有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。”王立平說，今后，科研團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化語言—腦電檢測(cè)模型，提高研究結(jié)果的臨床效果、適應(yīng)面和自動(dòng)化程度，希望為研究意識(shí)障礙的神經(jīng)機(jī)制、意識(shí)活動(dòng)的神經(jīng)表征和意識(shí)障礙患者提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
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