Нейробиологи нашли сигналы и пики в мозге пациентов, которые вообще не реагируют на внешний мир
Если человек с нарушением сознания вообще никак не реагирует на внешние раздражители, это еще не значит, что его мозг полностью бездействует.
Исследователи, работающие в рамках программы Human Brain Project проанализировали реакции мозга пациентов в бессознательном состоянии.
Несмотря на отсутствие внешних реакций, команда обнаружила распространение сигналов в мозге пациентов с нарушениями сознания и выявила две активных нейросети: в задней области коры и таламо-фронтотемпоральной области. Полученные результаты позволяют понять внутреннюю работу нейросетей и даже определить методы лечения людей, страдающих нарушениями сознания.
В настоящее время пациентов с нарушениями сознания разделяют на несколько категорий (кома, синдром нереагирующего бодрствования и состояние минимального сознания), которые описывают их общее состояние и наблюдаемые реакции.
«Диагностика в основном проводится так: врач садится рядом с пациентом и оценивает его реакции на раздражители», — объясняет соавтор работы Йитка Аннен из Университета Льежа. - «Но пациенты даже с высокой активностью мозга не всегда способны реагировать. Мы решили провести нейровизуализацию, и вместо реакций посмотреть на поток информации в мозге пациента, чтобы найти общие закономерности, связанные с наличием сознания».
Нейровизуализация сигналов мозга
Исследователи сосредоточились на двух группах пациентов с нарушениями сознания — синдроме нереагирующего бодрствования (ранее его называли вегетативное состояние) и состоянии минимального сознания. После сбора данных фМРТ у каждого пациента в состоянии покоя, ученые изучили спонтанные возмущения активности мозга - сигналы и пики.
«На основе спонтанных пиков активности мы оценили связность мозга каждого пациента, которая может сказать нам, насколько вероятно, что сигнал действительно передается из одной точки в другую», — говорит ведущий автор работы Горка Самора-Лопес из Университета Помпеу Фабра. — «Сначала мы по пикам активности строим вычислительную модель распространения сигнала для конкретного пациента, потом запускаем модельный сигнал и смотрим, как реагирует мозг. В частности, мы ищем, какие области с большей вероятностью отреагируют на сигнал, какие с наибольшей вероятностью его передадут».
Заметное различие возникает между группой пациентов с синдромом нереагирующего бодрствования и группой пациентов в состоянии минимального сознания: у первых — активности практически нет.
У пациентов с синдромом нереагирующего бодрствования все области мозга демонстрируют одинаково низкую активность. Сигнал не передается. Но у пациентов в состоянии минимального сознания, выделяются отдельные регионы и нейросети: таламо-фронтотемпоральная область при передаче сигналов и задняя область коры при их получении.
Эти результаты могут привести к разработке методов анализа состояния пациента, основанных на активности мозга, а не на поведенческих реакциях. «Я считаю, что эти результаты потенциально могут помочь клиницистам лучше понять, что идет не так при в обмене информацией в мозге пациента, и попытаться найти способы активации этих сетей», — заключает Замора-Лопес.