Zobrazovací studie zkoumá vědomí u pacientů s poraněním mozku

Nový výzkum využívá zobrazovací technologii k hodnocení kognitivních funkcí na vyšší úrovni u pacientů s těžkým poškozením mozku. Studie poskytuje okno do vědomí - ale pohled, který předkládá, je ten, který je fascinujícím způsobem rozmazaný, říkají vědci z Weill Cornell Medical College.

V nové studii šesti pacientů, jejichž funkce se pohybovala od stavu minimálního vědomí až po syndrom uzamčení (normální kognitivní funkce s těžkou poruchou motoriky), vědci zkoumali, jak mozek těchto pacientů reaguje na soubor příkazů a otázek, zatímco skenování pomocí funkční magnetické rezonance (fMRI).

Zjistili, že existuje široká a do značné míry nepředvídatelná variace ve schopnosti pacientů reagovat na jednoduchý příkaz (například „představte si plavání - nyní zastavte“) a poté pomocí stejného příkazu odpovězte na jednoduché ano / ne nebo výběr z více možností otázky. Tato variace byla patrná ve srovnání s jejich schopností komunikovat u postele pomocí hlasu nebo gesta.

Vědci uvedli, že tato zjištění naznačují, že dosud neexistuje žádná zkouška, která by mohla přesně posoudit fungování na vyšší úrovni, ke kterému může a jistě se zdá, že se vyskytuje u řady pacientů s vážným poškozením mozku - ale že dochází k pokroku.

"Musíme opustit myšlenku, že se při hodnocení některých vážných poranění mozku můžeme spolehnout na zkoušku u postele." Tyto výsledky ukazují, že pacienti, kteří vykazují velmi omezené reakce u lůžka, mohou mít vyšší kognitivní funkci odhalenou prostřednictvím fMRI, “uvedl odpovídající autor studie Nicholas D. Schiff, M.D.

I když bylo dosaženo pokroku při objasňování rozsahu mozkových funkcí u těch, kteří jsou vážně zraněni, Schiff naléhal na opatrnost.

"Ačkoli každý chce použít takový nástroj, fMRI ještě není schopen provádět jasná měření kognitivního výkonu." U těchto pacientů bude řada možných reakcí odrážejících různé schopnosti, které musíme dále prozkoumat a porozumět jim, “řekl.

Nová studie testovala tři úrovně komunikace v krocích, které vyžadovaly zvýšení kognitivní kapacity, uvedl Henning Voss, Ph.D., vedoucí výzkumný pracovník a docent fyziky v radiologii na Weill Cornell Medical College.

"I když jsme nemohli jednoznačně navázat komunikaci u těchto pacientů s poraněním mozku, náš výzkum nám pomáhá identifikovat problémy specifické pro tuto populaci pacientů," řekl Voss. "Získali jsme jasný obraz o tom, kde a jak hledat tento druh mozkové aktivity v reakci na určité příkazy."

Etický imperativ

"Tisíce lidí každoročně trpí oslabujícím poškozením mozku a existuje jasný etický imperativ, aby se co nejvíce dozvěděli o jejich schopnostech komunikovat," uvedl hlavní autor studie Jonathan Bardin, student třetího ročníku neurovědy na Weill Cornell. Lékařská fakulta.

"Tato zjištění nás varují před přílišnou váhou negativních výsledků a otevírají oči pro rozmanitost odpovědí, které by se dalo očekávat od široké skupiny těžce zraněných lidí," řekl.

Potenciální důsledky těchto druhů studií vědomí jsou významné, uvedl spoluautor Joseph Fins, M.D.

"Kromě usnadnění komunikace s těmito pacienty by tyto studie měly komunikovat s celou společností, tato populace si zaslouží naši kolektivní pozornost."

"Drtivá většina pacientů s vážným zraněním mozku po celé zemi dostává nestandardní péči, protože jsou nesprávně diagnostikováni, není jim adekvátně rehabilitována a často končí v pečovatelských domech." Všichni chceme, aby se to změnilo, “řekl Fins, ředitel lékařské etiky a předseda etické komise v NewYork-Presbyterian Hospital / Weill Cornell Medical Center.

fMRI odhaluje složitost vědomí

Studie Weilla Cornella je pokračováním výzkumu, jak může fMRI navázat linku komunikace s pacienty s poraněním mozku, aby pochopili, zda mohou mít prospěch z rehabilitace, a měřili jejich úroveň bolesti a další klinické parametry, které by zlepšily péči a kvalita života.

Spolupracovníci výzkumu v Cambridge v Anglii a v belgickém Liege publikovali dřívější demonstrace v letech 2006 a 2010, že pacienti s těžkým poškozením mozku mohou reagovat na příkazy nebo otázky. Současné studie rozšiřují dřívější zjištění a představují důležité potvrzení těchto měření nezávislými vědci.

V současné studii sledované disociace a široká škála komunikačních kapacit u studovaných subjektů poskytují jedinečný pohled. V prvním kroku bylo šesti pacientům a 14 účastníkům kontroly položen příkaz, který vytvořil základ pro další komunikaci. Kontrolní dobrovolníci byli požádáni, aby si představili svůj oblíbený sport, pacienti, aby si představili, že plavou.

Poté u tří pacientů, kteří to mohli udělat, a ve všech kontrolách je vědci požádali, aby použili stejnou imaginovanou aktivitu k odpovědi na jednu nebo dvě možnosti v jednoduché dvoudílné otázce. Ve třetím úkolu s výběrem z několika možností jim byla ukázána karta obličeje z balíčku hracích karet, poté byli požádáni, aby odpověděli, když byl pojmenován obličej nebo barva karty.

Skeny ukázaly u těchto pacientů řadu „disociací“ - „překvapivé případy, kdy se zobrazovací reakce pacientů lišily od jejich chování,“ řekl Bardin.

Jeden pacient dokázal generovat mentální snímky, ale nepoužíval je k zodpovězení otázek - i když dokázal přesně komunikovat gesty. Jiný pacient, který umí mluvit, nemohl vykonat úkol mentálního zobrazování. Třetí pacient, který si dokázal představit plavání na povel, vykazoval při časovém testování dramaticky odlišné vzorce reakce mozku.

"Pacienti, kteří se účastní této studie, mají často mnohonásobná nebo rozsáhlá poranění mozku, která postihují nejen místní oblasti mozku, ale celou mozkovou síť v širokém měřítku," řekl Voss.

"I když jsme přesně znali všechna zranění, která se u subjektu vyskytují, naše stále omezené chápání mozkových sítí zapojených do komunikace znemožňuje v mnoha případech přesně předpovědět zbývající kognitivní a komunikační dovednosti." Pokud není normální komunikace možná, může fMRI odhalit kognitivní kapacity na několika úrovních. “

"Jedná se v podstatě o kontrolu reality, protože u těchto pacientů existuje široká škála kognitivních schopností a jsou důležité důsledky pro extrémní konce spektra," řekl Dr. Schiff.

"Ne všichni pacienti s minimálním vědomím jsou stejní a ne všichni pacienti se syndromem zablokování jsou stejní," řekl.

Do budoucna plánuje výzkumná skupina spolu s dalšími v této oblasti hlavní multicentrický pokus o fMRI spolu s evropskými a kanadskými kolegy podporovanými Nadací Jamese S. McDonnella, aby lépe porozuměli slibům a omezením při kognitivních schopnostech pacienti s poraněním mozku.

Výzkum je publikován v online vydání časopisu Mozek.

Zdroj: Weill Cornell Medical College