2014 年，车王舒马赫滑雪遭遇意外，当时年夜夫预测他可能会成为永久植物人；好在几个月之后，舒马赫分开晕厥，涌现了清醒的迹象。然而，有的“植物人”患者，却终其生平只能保持“植物状态”。如何判断植物人能否规复意识，一贯以来都是临床上的一大难题。
最近，中国科学家提出了一种新的方法，利用脑电图检测患者对措辞的反应，有望预测植物人能否清醒。
“植物人”也有不同
“植物人”这种症状，准确来说叫做“持续植物状态”。很长一段韶光内，他们能够睁眼闭眼，但却没有知觉。近些年来，这种状态被代替为更中性的“无反应觉醒综合征”。
无反应觉醒综合征患者很难规复，但仍旧有像舒马赫这样的，或者是“植物人”多年后规复意识的。于是 2002 年，学界又提出了“最小意识状态”这个观点。处于最小意识状态的患者具有有限的知觉，比如能和他人有眼神打仗，或者眼睛可追踪移动物体。他们更有可能持续改进，一些人乃至可以规复沟通和理解能力。其余，一部分无反应觉醒综合征患者，也可能会好转至最小意识状态。
正电子发射断层扫描是比较常利用的神经影像技能，图示为其对不同状况患者的成像结果。三角区域为楔前叶，常日认为这个脑区的代谢水平可以代表意识的等级 | 参考文献[5]
对这两种状态的区分，目前紧张依赖行为学量表。但这种办法主不雅观性强，比较随意马虎误诊（误诊率约为40%）。这十年来，一些研究者考试测验利用神经影像技能来进行区分，这可以明显提高诊断的精确率，但仍旧存在设备昂贵稀少，测试花费巨大，利用未便利等问题。
·神经科学》杂志。
对字、词、句各有反应
这种新方法所依据的是大脑对措辞信息的理解和处理。它可以分为字、词、句三个层次，对不同层次的处理能力，代表着不同的意识水平。
比如上课时，如果我们精神抖擞，老师讲的句子大概率是可以听得明白的。但如果陷入了昏昏欲睡的状态，就险些完备不知道老师在说什么了；除非忽然听到自己的名字，就会立马惊醒。这时，我们对措辞的处理能力，实在就从句子降到了单独的词语。这一点也在实验中得以证明——当把稳力不是集中于听力、而是集中于视觉时，人们听到单个字时的反应不变，但听到词汇和句子时的反应能力则明显变差了。
上课昏昏欲睡时，常日很难明得老师说的句子 | Pixabay
于是，研究者找来 36 位无反应觉醒综合征患者、42 位最小意识状态患者和 47 位康健人，看一看他们对付字、词、句的反应是否有差异，从而以此来区分他们的意识状态。
在实验中，被试将听到一系列声音，这些声音分为三个等级——单字、二字词语、四字短句。如果可以处理这些措辞信息，大脑对应字、词、句所产生电活动的频率是不一样的。
每个字的韶光长度都是250 ms；以是单字、二字词语、四字短句涌现的频率分别是4 Hz、2 Hz 和1 Hz。如果大脑可以处理这些措辞信息，脑电对字、词、句的反应也该当是4 Hz，2 Hz 和1 Hz | 参考文献[1]
结果显示，康健人对付字、词、句都有明显的反应；最小意识状态的被试对词有略微显著的反应，对句子没有反应；无反应觉醒综合征的被试，对词和句都没有显著的反应。
在最小意识状态的组别中，有 11 位患者对付词或句的反应更为显著；这 11 位当中，有 5 位在 100 天内涌现了明显的好转。4 位反应水平较高的无反应觉醒综合征患者中，也有 1 位涌现了明显好转。
有望让预测更准确
目前科学界的主流理论认为，意识并不仅仅是静态的，而是更多反应在全脑协同事情的动态过程上。在难度较高的脑活动中，与把稳力、主不雅观感想熏染干系的高等脑区，被激活的韶光比较长。
由于前面的结果难以反响大脑的动态变革，研究者接下来又剖析了动态信息。结果显示，在处理措辞时，三组被试的大脑活动模式的确不同。尤其是处理词和句时，康健者被激活的脑区更集中于把稳力和主不雅观感想熏染干系的高等脑区，患者组的脑活动则更多涌如今与视觉、听觉感知干系的低级觉得皮层。而且，最小意识状态与无反应觉醒综合征被试之间，涌现了可以量化的显著差异，这能更好地区分这两种状态的患者。
之前的研究表明，前额叶皮层与把稳力、操持、决议等高等功能有关，顶叶皮层卖力整合觉得信息，前额叶-顶叶皮层环路被认为参与到高等认知活动中 | the-scientist.com
这些结果，反过来能不能用来诊断“植物人”的状态，乃至判断他们之后的规复情形呢？
图 | Pixabay
目前，这项事情还存在一定的局限。例如，现在利用的是软件合成的声音，比较之下，利用例如患者家人这样更熟习的声音，可能更随意马虎引起患者的脑反应；降落词语和句子的语速，也可能会增强他们的反应。其余，研究中能够用到的病例较少，患者的意识水平会有颠簸，这些都可能会影响诊断系统的准确性。
不过，我们仍旧可以期待，这种新的方法能够帮助我们早日完善对意识障碍患者的诊断，既可以优化医疗资源的分配，也给更多患者和其家属带来希望。
参考文献
[1] Gui P, Jiang Y, Zang D, et al. Assessing the depth of language processing in patients with disorders of consciousness[J]. Nature Neuroscience, 2020, https://doi.org/10.1038/s41593-020-0639-1.
[3] Engemann D A, Raimondo F, King J, et al. Robust EEG-based cross-site and cross-protocol classification of states of consciousness[J]. Brain, 2018, 141(11): 3179-3192.
[4] Giacino J T, Fins J J, Laureys S, et al. Disorders of consciousness after acquired brain injury: The state of the science[J]. Nature Reviews Neurology, 2014, 10(2): 99-114.
[5] Guldenmund P, Stender J, Heine L, et al. Mindsight: Diagnostics in Disorders of Consciousness[J]. Critical Care Research and Practice, 2012: 624724-624724.
[6] Jennett B, Plum F. PERSISTENT VEGETATIVE STATE AFTER BRAIN DAMAGE: A Syndrome in Search of a Name[J]. The Lancet, 1972, 299(7753): 734-737.
[7] Perrin F, Castro M, Tillmann B, et al. Promoting the use of personally relevant stimuli for investigating patients with disorders of consciousness[J]. Frontiers in Psychology, 2015: 1102-1102.
作者：Insulindian
编辑：麦麦
本文来自果壳，未经授权不得转载.
如有须要请联系sns@guokr.com
来源：新华号 果壳
