怎样消除植物人的“认识封印”?

本文来自微信民众号:神经实际(ID:neureality),作者:Aurore Thibaut ,译者:夏明显,审校:Ziming Yuan,Orange Soda,题图来自:视觉中国

认识停滞

我第一次瞥见瓦莱丽(Valerie)时,她正一动不动地躺在病院的病床上,盯着天花板。我们走进她的病房时,她也没有任何回响反映。我看着她的父母站在她旁边,眼神里充满着希冀和无望。她是那末年青,本应有一个将来,但一场倏忽的车祸将百口一切人的生活都按下了停息键。

我和同事们一连一周天天都来到她的病床前评价她的病情。我们冒死地想要检测出一丁点儿的迹象,不管是何等细小的回响反映——这都意味着她还在世,能听到我们说的话,能感遭到她的父母对她毫无保留的爱意。但每一天,我们都一无所得。

病情的评价还没有定论,我们另有一丝愿望。虽然瓦莱丽丧失了行动才能,但经由历程先进的神经成像手艺,我们能够检测到瓦莱丽的特定脑区可否对我们的指令做出回响反映。

在我们剖析成像数据的那几天,瓦莱丽的父母只能痛楚地等待着。终究——瓦莱丽的大脑展现出了些微神经活动,表明她在一定程度上能够闻声并明白我们的指点。这好像是一个突破口,但这关于她究竟意味着什么?她能延续好转么?她究竟有什么觉得?她能不能听懂我们说的一切话?她终究可否再次行走或措辞呢?

仅仅是第一个问题就引出了无数其他的问题。那天,我决议投身于病愈要领研讨。纵然面临的是没法设想的应战,我也想养精蓄锐协助像瓦莱丽一样的病人,哪怕关于他们来讲只要细小的改良,也足够了。

怎样消除植物人的“认识封印”?

认识停滞

我厥后入手下手在比利时的列日大学的晕厥科学小组事变。经由历程研讨从晕厥中苏醒过来的重度脑毁伤患者,我们尝试着将神经元的活动和认识程度(或无认识程度)关联起来。多亏了先进苏醒手艺和重症监护治疗的生长,在偶然一些时刻,那些取得性脑毁伤的患者纵然在堕入晕厥后依旧能够存活下来。

然则他们却只能坚持在一种叫“无回响反映性醒悟综合征”的状况(过去叫延续植物状况)——也就是说他们很显然是醒着的,然则却没有任何认识。或许,假如以为他们还保留有一些剩余认识的话,他们就在一种“最低认识状况”。这些状况都被统称为认识停滞(disorders of consciousness,DoC)

虽然医学的进步毋庸置疑协助挽救了无数生命,然则除此以外它还制造出存亡之间的神奇两难状况。以无回响反映性醒悟综合征为例,病人们虽然睁开双眼,却不会发生任何有意义的行动。而在最低认识状况的病人则险些完整失去了生活才能,但他们却能跟随谛视一个挪动的物体,依据简朴的指令挪动双脚,或许捏一下他人的手。

在过去20年间,神经成像手艺的生长使我们能够探究在这类差别的认识状况下大脑的功用。我们实验室和英国剑桥大学曾协作举行了一项突破性的研讨,其涉及到54位认识停滞患者。

当他们躺在脑成像仪内时,研讨人员请求他们完成两个设想使命。其一是设想本身在打网球,别的再设想本身在家中走来走去。这两种设想离别对应着两种判然差别的脑活动情势。

使人惊奇的是,有五名患者能够跟着他们的志愿(即根据指点)调治本身的脑部活动,这申明,他们纵然没法在床上表达任何有认识的征象,却依然能够明白并跟随研讨者的指令。

被这些发明所启示,研讨者们在这五名患者身上进一步举行了反复性的行动实验,并想法从个中三名患者身上检测出了有知觉的征象。然则,剩下两名患者没有表达出任何的主动性行动。这是一项大型的多人研讨,它第一次展现了一小部份被评价为完整无回响反映的患者实在另有一些残余的知觉和认知。

这个结果使人震惊,并使我们意想到一些无回响反映患者比我们想的要更有认识。那末,假如接下来的几年我们发清楚明了更多的知觉检测手艺,并发明实在更多的患者,以至绝大多数患者都残余有一些认知怎么办呢?假如他们绝大多数都能觉得痛楚呢?

纵然在科学家和临床大夫制造的惊人进步的加持下,认识停滞患者能够坚持近几个月以至几年,他们依然不能表达出他们的感觉和希冀。他们的逆境也造成了许多伦理上的应战。我们作为研讨者或护理人员要怎样面临这些应战呢?

起首我们最须要进步检测手艺,如许一来我们才能够更有用地决议哪些患者是能够恢复的,而哪些是不能的。然则,我们离找到这个圆满的生物标记还遥遥无期。

但这又提出了另一个难题,即关于那些不幸大概要坚持认识停滞很长时候的患者,究竟应当做什么。我们一定不能舍弃他们。这就是我和同事们挖空心思研发有用治疗战略的缘由。

实验与结果

不幸中的万幸是认识停滞很少见,十万人里只要六个会受其影响。然则,由于其慢性加上自以为的无药可救的特征,认识停滞患者成为了所谓医疗虚无主义( therapeutic nihilism)的蒙受者。这反映在近来几年科学论文的数目上——只要屈指可数的研讨是讨论怎样治疗这些病人,以进步他们的生活质量或功用性恢复的。

医疗虚无主义是须要被改正的汗青性毛病。作为一个医疗群体,我们一定要警惕不能给病人眷属虚幻的愿望,但也不能由于无药可救的汗青就对一些疾病的霸占不抱愿望。但这个近况有逐步转变的迹象,已入手下手有科学家去应战“耐久的认识停滞永久没法病愈”的陈旧结界了。

近来的研讨展现了药物或非药物干涉干与都具有的潜伏疗效。比方,金刚烷胺(amantadine)——一种用来掌握帕金森病症的神经刺激药物——好像有加速认识停滞患者病愈的细微结果。

别的深部脑刺激(deep brain stimulation)——在脑内埋入电极以从新衔接神经轴突并刺激神经活动——能够改良行动,包括使得一个曾在最低认识状况的人从新取得定名事物的才能并品味食品。只管如此,这些治疗要领都包括风险与潜伏的严峻副作用。特别是深部脑刺激,毕竟它是侵入性的。

另一个有着神奇结果的潜伏药物是唑吡坦(zolpidem)。它一般用来增进就寝,但在稀有的状况下(5%~7%的几率),它确切能够将病人从无认识状况叫醒。

比方说,有一个病人只能用眼神追踪病房里走动的人,或是根据简朴的敕令捏一下他人的手。但在服用唑吡坦30分钟今后,他能毫无停滞地回应指令、措辞、浏览杂志。不幸的是,这类结果只能延续几个小时,今后患者就又复兴到最低认识状况了。能够设想让他的老婆明白究竟发生了什么,并安然接收本身的丈夫天天或每周只要数小时的苏醒时候是何等地难题。

在其他状况下,唑吡坦使人苏醒的同时,也造成了另一些搅扰:当患者越来越有知觉,他们也会逐步意想到本身的认知是被严峻毁伤的,这使他们变得极为烦闷。从伦理上说,决议究竟要不要对患者运用唑吡坦是非常庞杂的,并没有一个全能答案。然则,一旦唑吡坦真的引诱了认知改良,他们很显然须要分外的医疗监护,以及频仍地从新评价。

怎样消除植物人的“认识封印”?

神经通路

给病人一颗药丸相对来讲更轻易,纵然给药效果优劣各半,也缺少牢靠的临床实验,比起其他的物理治疗或更激进的治疗要领,临床中广泛更倾向药物治疗。然则,由于缺少一颗对一切患者都广泛有用的全能神药,我们必需另寻他路,革新其他的可选治疗要领。

个中一个要领是经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)。这是一个非侵入性手艺,用微小的电流刺激大脑。它曾胜利地改良了康健人、脑毁伤患者(包括认识停滞患者)的认知功用。

我记得几年前用tDCS治疗病人的一个风趣案例。那是个67岁的女人,差不多四年前她被诊断为无回响反映性醒悟综合征。当我们在她病床边举行仔细搜检时,她完整没有回响反映,而且没有表现出有认识的任何迹象。除了七项检评价的个中一项,她能够定位一个痛楚悲伤刺激。但在我们实行tDCS今后,她竟然能回应一些简朴的指令了(比方在四项检测中的三项,她能根据敕令睁闭眼)

我们团队中的一切人都非常惊奇,由于她之前还从来没有回应过任何指令。在接下来的几天,我们还剖析了她的脑活动,并发明她事实上另有保留得相对无缺的脑功用。我们称这类状况为“藏匿认识”—即一个患者是相对有认识的,但没法经由历程行动测试检测出来。

在上述女病人的案例中,我们猜想,施加在前额叶位置的直流电解锁了自立活动的神经通路,从而让她表现出了认识。然则,从神经生理学的角度来看,我们对tDCS的事变机制还所知甚少。最有大概的推想是tDCS增加了神经细胞的兴奋性,进步了它们的活动强度和交换才能(换言之,启动了一种神经重塑历程,而这是学习和影象的基本)

使人欣慰的是,仅仅几分钟的刺激就能够引诱长达几个小时的后效应。但假如不举行反复的脑刺激,这类有益的结果在有用时候后就消逝了。主动的一点在于,近来的研讨表明,假如在刺激的同时患者正在举行某种活动使命,那末与此活动相干的神经突触衔接就会被tDCS所强化。这或许关于特定活动的恢复是有优点的。

跟比方反复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS,用微小磁场调控神经活动)和深部脑刺激等其他脑刺激手艺比起来,tDCS另有更廉价、更平安,并在临床实践中易操纵的上风。

别的,就如其他非侵入情势的脑刺激一样,tDCS一样不须要患者的主动参与,它无痛平安,因而远景无量。我们在过去十年对患者们举行了差别次数的tDCS 刺激。收集的数据显现大概有30%到50%的最低认识状况患者在刺激今后都取得了临床上的改良。

应战与愿望

然则,tDCS临床运用的一个明显障碍在于它请求病人以及眷属亲身往复病院或研讨中心以接收治疗。为了战胜这一难题,我们近来和一个比利时的公司协作研发了一种能够在家运用的tDCS仪器。患者眷属顺从我们赋予的操纵指点,准确切施脑部刺激后,我们再视察临床改良结果。

比方说,一些患者能够从新自觉作出一些行动回应,另一些患者则能够复兴一些简朴敕令。这些改良或许看起来眇乎小哉,但关于患者以及他们的眷属来讲,再小的进步都有莫大的意义。特别当患者已在最低认识状况坚持了几个月以至几年后,更是如此。

关于认识停滞的治疗研讨不仅有症结的临床意义,它还能够协助申明在生理状况下认识的神经基本。美国神经学家尼古拉希夫(Nicholas Schiff)提出了一个模子以诠释为何药物或脑刺激治疗能够协助认识停滞的患者。

他以为在一般认知处置惩罚中,大脑靠前的地区经由历程调控其他中部脑区的构造(比方掌握自立活动的内侧苍白球),来掌握丘脑的中心核团(大脑深部的构造,是觉得信息以及活动信息的中继站)。他的额顶叶—中脑环路模子就是竖立在此看法上的。

怎样消除植物人的“认识封印”?

一般,当丘脑被激活时,它会继而激活额顶叶(一个逾越大脑前部和更后侧脑区的本身紧密联系的皮层,担任包括决议计划和活动掌握)。然则,在一个一般会触发认识停滞的严峻脑部毁伤今后,那些调控丘脑兴奋性以及丘脑和皮层衔接的神经细胞就丧失了。结果就是丘脑的活泼程度一泻千里,症结的额顶叶衔接收集的活动也削弱了。

那些最有潜力的脑刺激手艺具有的一个共同点在于它们刺激的部位都与上述的症结环路相干联。比方,大部份tDCS实验都明白对准了前额叶,由于这个地区担任多种认知功用,比方影象,注意力,或行动的实行。如今,刺激这一部份看来是最有用的挑选。对准其他脑区的研讨,比方脑部更偏后的活动皮层或楔前叶(与自我认识等功用相干),大部份都不那末胜利。

这些结果表明额叶皮层在承托认识方面有着无足轻重的职位,但这一看法仍待商议。一些研讨人员支撑这一说法,另一些则以为认识是由更靠后皮层的特定热区(hotspot)掌握的。

最新的研讨也支撑这一看法。比方当rTMS施加在了角脑回(位于顶叶和颞叶之间,有包括搜检自觉活动的功用)时,在10个疗程后,22个患者里有19个都表现出了认知上的改良(鉴于这个实验并没有设想对照组,我们关于这些结果应持疑心的立场)

怎样消除植物人的“认识封印”?

丘脑

如今,认识的详细神经机制仍待探究。用tDCS或rTMS来刺激差别脑区以抵达治疗结果的事变仍在举行,并有利于进一步揭开谁人真正承托认识脑区的神奇面纱。

另一种判然差别的认识停滞治疗要领一样具有一些远景。差别的经颅刺激手艺经由历程从上至下的要领刺激大脑——也就是刺激皮层,以活泼下行通路里的大脑深层构造,比方丘脑;而另一种手艺则恰恰相反采取了自下而上的做法——从大脑那些中心核团到皮层。如今仍停留于实验室的称为“迷走神经刺激”(vagus nerve stimulation)的手艺就是其一。

迷走神经是副交感神经系统的最主要神经束,它调控着自立生理功用,比方心率。经由历程位于耳朵的分支刺激这跟神经被以为能够在抵达丘脑前就激活许多脑干中的核团构造,然后广泛地激活皮层地区。然则,这类干涉干与手艺只在很少的认识停滞病人上实验过,在推广前还须要进一步的考证。

认识,及其下的神经机制至今依然是一个神奇的难题。因而不管从医学照样科学的角度来讲,与饱受认识停滞痛楚的患者打交道都是一个庞大的应战。只管有我以上罗列出的各种激动人心的发明,我依旧深深疑心我们能够找到一种能够恢复一切脑功用并协助认识停滞患者回到夙昔生活的治疗要领。

大部份患者所遭遇的极度脑毁伤几乎太严峻了。与眷属沟通申明实际状况也是一个不停的应战,由于家人的希冀老是很高,而他们也天天都被虚幻的愿望引诱熬煎。但做到尽量地诚实是我们的职责,我们须要申明纵然有一些改良,那也是非常细小易逝的。

但同时我们也不该摒弃。为那些经常被学界忘记的认识停滞患者改良治疗要领非常主要。许多年以来,人们都以为恢复是毫无愿望的。但证据表明纵然在受伤几年今后,在稀有的状况下一些患者仍能够表现出正向的改良。

我们须要更多的勤奋去协助那些患者从新恢复他们所能取得的最大功用。协助瓦莱丽和像她一样的病人从新取得“是/否”沟通的才能(比方说,用动动大拇指来示意“是”,用闭上眼睛来示意“否”)听起来好像没什么大不了的,但她的生活质量却能够因而获得大幅进步——她能够告诉她的护理本身是不是觉得痛楚悲伤,在床上躺着是不是惬意,抑或她是不是想看部影戏。

这个范畴是一个寻觅均衡的艺术,既要防止不切实际的愿望但又不能摒弃愿望。让事变越发庞杂的是,找到为认识停滞患者举行实验的经费也是一个难题。药企以及医药工业都对这个小众又没有经济利益的市场没有兴致。实验室和像我们如许的研讨团队必需依靠政府经费,但政府经费的合作却非常猛烈,也很少会去赞助临床实验。为了协助病人从新取得他们丧失的认识,我们须要更具制造性的思绪来为研讨买单。

原文:

https://aeon.co/essays/new-therapies-offer-hope-for-people-trapped-by-disorders-of-consciousness

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