“植物人”能否被唤醒？我国科学家为临床诊疗提供新思路

仙仙

长眠不醒的“植物人”能否听见亲人的呼唤？如何科学客观判断“植物人”是否还存在意识？近日，我国科学家给出了答案。


中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王立平研究团队与复旦大学附属华山医院神经外科毛颖、吴雪海团队合作，结合机器学习方法对意识障碍患者开展了语言加工相关神经表征的探索性研究，成功实现了对患者意识状态的诊断和康复预测，为意识障碍患者的临床诊疗提供了新思路。相关成果近日在线发表于《自然—神经科学》。


据不完全统计，每年我国有近10万患者因颅脑外伤、脑卒中、缺血缺氧性脑病等疾病陷入昏迷，继而进入长期的意识障碍状态，即传统意义上的“植物人”。


当前临床对此类患者的状态鉴定主要依赖于有经验医生的观察和量表评分，具有一定的主观性，误诊率高达40%。近年来，也有研究者利用脑电或磁共振成像记录患者的脑活动，推测意识障碍程度，但在适用性、易用性、准确性等方面仍有一定提高空间。


据王立平介绍，此项成果基于合作者浙江大学研究员丁鼐此前的一项发现：当健康人聆听按一定频率呈现的汉语语音序列时，大脑会对应节律的神经振荡并行表征序列中不同层级的语言结构（字、词、短语或句子）。 “我们在此基础上进行假设，意识障碍患者的残存意识水平与语言序列中层级结构的加工深度可能存在关联，尤其会在高层级语言结构的神经表征上得到体现。”


为此，研究人员通过设计3种包含不同层级的语言序列，记录了“植物人”患者在接受到语音刺激时的脑电活动，并与健康人进行了对比。结果显示，患者组和健康被试组均表现出了对“字”层级结构的显著神经响应，但仅健康被试组的脑电活动对“词”和“句子”结构体现出显著的“追踪”。


“大脑‘追踪’字之外的词、句结构，说明人在‘动脑筋’，可能需要更高的意识水平”，该研究的共同第一作者桂鹏博士解释说，“在临床研究中，我们发现了15名会‘动脑筋’的‘植物人’，有6人在脑电记录100天后真的康复了。”


“此项研究成果提供了一种更加客观、普适的大脑意识水平评价指标，在昏迷、睡眠、麻醉等一系列与意识水平相关的大脑状态评估中将会有广泛的应用价值。今后，我们将进一步优化语言—脑电检测模型，提高研究结果的临床效果、适应面和自动化程度。我们希望为研究意识障碍的神经机制、意识活动的神经表征和意识障碍患者提供实验依据和理论基础。”王立平说。