大腦“意識(shí)開(kāi)關(guān)”被發(fā)現(xiàn)

日前，由中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院與杭州師范大學(xué)等組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)人工智能技術(shù)，分析意識(shí)障礙患者的大腦“意識(shí)開(kāi)關(guān)”，揭示其意識(shí)恢復(fù)背后存在共性的神經(jīng)機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)為臨床評(píng)估與治療提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)，也為眾多患者家庭帶來(lái)新的希望。相關(guān)成果近日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上。

意識(shí)障礙多由腦外傷、腦卒中、缺血缺氧等嚴(yán)重腦損傷引起，嚴(yán)重的患者長(zhǎng)期處于昏迷或微小意識(shí)狀態(tài)，由于其病因復(fù)雜、表現(xiàn)各異，預(yù)后判斷一直十分困難。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)23例接受深部腦刺激治療的患者進(jìn)行大腦深部的微電極數(shù)據(jù)分析，運(yùn)用人工智能技術(shù)從丘腦區(qū)域篩選出4個(gè)關(guān)鍵電生理特征。其中，4~8赫茲范圍內(nèi)的Theta節(jié)律（大腦電活動(dòng)的一種腦波）的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，被證明同患者一年后的意識(shí)恢復(fù)情況高度相關(guān)。這一神經(jīng)度量在不同年齡、病因和病情程度的患者中均表現(xiàn)出一致的預(yù)測(cè)能力。研究進(jìn)一步將患者分為三類，并發(fā)現(xiàn)部分被傳統(tǒng)評(píng)估認(rèn)為希望渺茫的患者，大腦內(nèi)其實(shí)隱藏著蘇醒的“火種”。

研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)計(jì)算模型，推演出意識(shí)恢復(fù)可能存在的兩條神經(jīng)動(dòng)力學(xué)路徑：一條是先恢復(fù)神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度，后恢復(fù)穩(wěn)定性；另一條則相反。這解釋了為何癥狀相似的患者恢復(fù)軌跡不同，也為意識(shí)分級(jí)理論提供了實(shí)證支持。

研究團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，目前他們正致力于將該成果推向臨床轉(zhuǎn)化，計(jì)劃開(kāi)發(fā)基于高密度腦電圖的非侵入式檢測(cè)工具，結(jié)合人工智能構(gòu)建預(yù)后預(yù)測(cè)系統(tǒng)，幫助醫(yī)生更早、更準(zhǔn)地識(shí)別有恢復(fù)潛力的患者，并為其制定個(gè)體化的神經(jīng)調(diào)控治療方案。

編輯：金文婕

審核：王仕偉

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