Одной из актуальных проблем в области неврологии и реаниматологии считается правильная диагностика уровня сознания пациента в коме после тяжелой черепно-мозговой травмы.
Ученые из проекта Human Brain Project (HBP) исследовали новые методы, которые помогут лучше различать два разных неврологических состояния. Их выводы, опубликованные в журнале eLife, раскрывают новую важную информацию о механизмах нарушений сознания и задействованных при этом функциональных сетях мозга.
Группа исследователей из Льежского университета (Бельгия), Университета Помпеу Фабра (Испания), Амстердамского свободного университета (Нидерланды) и нескольких других оценила состояние функциональных сетей мозга как маркеров сознания, чтобы потенциально иметь возможность отличить пациентов в вегетативном состоянии от пациентов в состоянии минимального сознания.
Хронические нарушения сознания представляют собой состояния с восстановленым бодрствованием при полном или практически полном отсутствии признаков осознанного поведения. При этом срок с момента развития нарушения сознания составляет, как правило, не менее 28 дней. К таким хроническим нарушениям сознания относят синдром ареактивного бодрствования или вегетативное состояние (англ. unresponsive wakefulness syndrome, UWS) и состояние минимального сознания (англ. minimally conscious state, MCS).
В отличие от вегетативного состояния у пациентов в состоянии минимального сознания все же имеются некоторые признаки осознания пациентом себя и/или своего окружения. У таких пациентов имеется тенденция к восстановлению, то есть к постепенному улучшению когнитивных функций, но оно ограничено. Такое состояние может развиваться сразу после повреждения головного мозга или отмечаться по мере выхода пациента из вегетативного состояния. Вегетативное состояние и состояние минимального сознания могут сменять друг друга у одного и того же пациента, часто в течение нескольких лет после исходного повреждения головного мозга.
В более ранних исследованиях утверждается, что восстановление сознания происходит одновременно с восстановлением функциональных сетей мозга в состоянии покоя. Анализ этих сетей в состоянии покоя потенциально может помочь в диагностике пациентов с нарушениями сознания и дать представление о механизмах, которые приводят к отсутствию восстановления сознания при вегетативном состоянии.
В новом исследовании ученым из проекта Human Brain Project удалось идентифицировать функциональные сети, которые играют важную роль в восстановлении сознания. Среди них наиболее важными считаются сеть пассивного режима работы мозга (также нейронная сеть оперативного покоя, англ. default mode network, DMN), центральная исполнительная сеть (англ. fronto-parietal network, FPN) и сеть определения значимости (англ. salience network, SN).
В исследование включили 78 участников — 34 здоровых человека из контрольной группы, 30 пациентов в состоянии минимального сознания и 14 пациентов в вегетативном состоянии. Ученые использовали современные методы для количественной оценки изменяющейся во времени функциональной связи, метастабильности и взаимосвязи между базовой анатомической сетью и функциональными связями с временным разрешением. Эти методы оказались чувствительными для выявления клинически значимых различий для диагностики пациентов в вегетативном состоянии и в состоянии минимального сознания.
В частности, использовались данные функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) для анализа динамической функциональной связи и того, как области мозга взаимодействуют друг с другом. Ученые заметили, что по сравнению с состоянием минимального сознания у невосприимчивых пациентов в вегетативном состоянии была меньшая активность в функциональных сетях и снижение метастабильности (состояние стабильной функциональной связи, отличное от состояния естественного равновесия).
Этот новый подход также выявил сеть мозга, которая больше всего различает бессознательные и сознательные состояния — сеть, охватывающую подкорковые области и корковые лобно-височно-теменные области. Эти результаты подтверждают прежние представления о механизмах потери и восстановления сознания, такие как теория глобального рабочего пространства нейронов и гипотеза мезоконтура, в которых утверждается, что невозможность восстановления сознания связана с потерей связи между подкорковыми и лобно-теменными областями мозга, а также с потерей диапазона функциональных сетевых состояний.
Результаты исследования имеют важное практическое значение, поскольку дифференциация между вегетативным состоянием и состоянием минимальным сознания влияет на адекватную диагностику и прогноз для пациентов с нарушениями сознания, а также связана с принятием медицинских этических решений в конце жизни.
Текст: Виктория Киричок