Bilinç Bozukluklarının Altındaki Mekanizmaları Keşfetmek

Özet: Çalışma, daha önce “vejetatif durum” olarak bilinen tepkisiz uyarılma sendromu olanlarda ve minimal bilinçli durumda olanlarda beyin dinamiklerinin değiştiğini ortaya koyuyor.

Kaynak: Liege Üniversitesi

Liège Üniversitesi’nden (Belçika) bilim adamları tarafından yönetilen İnsan Beyni Projesi (HBP) tarafından yürütülen bir araştırma, ciddi beyin hasarı olan veya komada olan hastalarda iki farklı nörolojik durumu ayırt etmeye yardımcı olabilecek yeni teknikleri araştırdı. Bu çalışmanın sonuçları, eLife dergisinde açık erişimde yayınlandı.

Nöroloji ve yoğun bakım tıbbı alanındaki en büyük zorluklardan biri, ciddi bir beyin hasarı nedeniyle komada olan bir hastanın bilinç düzeyini doğru bir şekilde teşhis etmektir.

İnsan beyninin karmaşık yapısını ve işlevini, sinirbilim ve teknolojinin arayüzünde benzersiz bir disiplinler arası yaklaşımla daha derin bir anlayış kazanmayı amaçlayan 500’den fazla araştırmacıyı içeren uluslararası bir proje olan Human Brain Project’teki (HBP) bilim adamları, iki farklı nörolojik durumu ayırt etmeye yardımcı olabilecek yeni teknikleri keşfetmek.

Dergide yeni yayınlanan bu yeni çalışmanın sonuçları e-hayat, bilinç bozukluklarının mekanizmaları hakkında önemli bilgiler ortaya koymaktadır. Liège Üniversitesi’nden (GIGA Bilinç Araştırma Birimi, Koma Bilim Grubu, Tıp Fakültesi) ve Liège Üniversite Hastanesi’nden (Belçika), Universitat Pompeu Fabra’dan (İspanya), Vrije Universiteit Amsterdam’dan (Hollanda) araştırmacılardan oluşan ekip; diğerleri, yanıt vermeyen uyanıklık sendromları (UWS) ve minimal bilinç durumu (MCS) içindeki hastaları potansiyel olarak ayırt etmek için işlevsel beyin ağlarının durumlarını bir bilinç belirteci olarak değerlendirdi.

“Önceden ‘bitkisel durum’ olarak bilinen tepkisiz uyarılma sendromu, komadan uyanan, yani gözlerini açan, ancak çevreye ve sözlü komutlara yanıt vermeyen, yalnızca refleks hareketlerini gösteren bir hastanın durumudur” diye açıklıyor. Rajanikant Panda, makalenin ilk yazarı ve ULiège’deki GIGA Bilinç ve Koma Bilim Grubunda araştırmacı.

“Bunun aksine, minimal bilinçli durumdaki hastalar, hareketleri gözleriyle takip etme veya sorulduğunda parmağını hareket ettirme gibi minimal farkındalık belirtileri gösteriyor.”

Bu durumların farklılaşması, uygun teşhis, prognoz ve rehabilitasyon tedavisi için esastır ve önemli yaşam kalitesi ve hatta yaşam sonu kararları ile bağlantılıdır.

Çalışmaya 34 sağlıklı kontrol, 30 minimal bilinçli hasta ve 14 tepkisiz uyanık hasta dahil edildi. Bu hastalar Avrupa’nın her yerinden nörolog Steven Laureys liderliğindeki Coma Science Group’a ve ikinci bir görüş için Liege Üniversite Hastanesine gönderildi.

Veri paylaşımı ve analizi, HBP’nin EBRAINS altyapısından ve Jitka Annen (Coma Science Group/ ULiège Tıp Fakültesi) ve Prejaas Tewarie (Vrije Universiteit Amsterdam) liderliğindeki çalışma ekiplerinin işbirliğinden yararlandı.

Jitka Annen, “Beyin yapısının farklı yönlerini ve ağ dinamikleriyle ilişkisini değerlendirmek için en son teknikleri kullandık ve bu tekniklerin, minimal düzeyde beyin hasarı olan hastaların teşhisinde klinik olarak anlamlı farklılıkları tespit etmede hassas olduğunu gösterdik. bilinçli durum ve tepkisiz uyanıklık sendromu”.

Spesifik olarak, araştırmacılar, dinamik fonksiyonel bağlantıyı veya nöronal popülasyonlar arasındaki beyin bölgelerinin birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini ve yapısal beyaz madde bağlantılarıyla ilişkisini analiz etmek için fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) verilerini kullandılar.

Minimal bilinçli durumla karşılaştırıldığında, yanıt vermeyen uyanıklık sendromu olan hastaların fonksiyonel ağlarda daha az aktivite gösterdiğini, metastabilitenin azaldığını (doğal kararlı durumdan farklı bir stabil fonksiyonel bağlantı durumu) ve fonksiyonel bağlantının yapısal çerçeveye bağlanmasının arttığını gözlemledik. GIGA Consciousness and Coma Science Group’ta FNRS araştırmacısı olan Aurore Thibaut açıklıyor.

“Bu yeni yaklaşım aynı zamanda bilinçsiz ve bilinçli durumlar arasında en çok ayrım yapan bir beyin ağını da ortaya çıkardı – subkortikal bölgeleri ve frontotemporoparietal kortikal alanları kapsayan bir ağ.”

Bu bulgular, bilincin yeniden kazanılamamasının subkortikal ve frontoparietal beyin alanları arasındaki bağlantı kaybıyla ilişkili olduğunu öne süren global nöral çalışma alanı teorisi ve mezokirkuit hipotezi gibi, bilinç kaybı ve iyileşmesinin altında yatan mekanizmalar hakkındaki önceki fikirleri desteklemektedir. işlevsel ağ durumları aralığının kaybının yanı sıra.

“Kısmen HBP, Belçika Ulusal Bilimsel Araştırma Fonu (FNRS) ve King Baudouin Vakfı’nın Generet Ödülü tarafından finanse edilen çalışma, mevcut bilinç teorilerine gerçek klinik nörogörüntüleme verilerinin nasıl meydan okuduğuna ve bunun nasıl yapıldığının iyi bir örneğidir. Üretilen bilgi, ciddi beyin hasarından sonra daha iyi hasta bakımına dönüşüyor”, diye bitiriyor makalenin kıdemli ortak yazarı ve GIGA Bilinç araştırma biriminde bilim adamı olan Jitka Annen.

Bu nöroloji araştırma haberleri hakkında

Soyut

Bilinç bozukluklarında yapısal-işlevsel ağ repertuarında ve zamanla çözümlenmiş subkortikal fronto-temporoparietal bağlantıda bozulma

Bilincin iyileşmesini anlamak ve onun altında yatan mekanizmayı aydınlatmak, temel sinirbilim ve tıp alanında çok önemli olduğuna inanılmaktadır. Küresel nöronal çalışma alanı (GNW) ve mezokirkuit teorisi gibi fikirler, bilinçli durumlardaki iyileşme başarısızlığının, subkortikal ve frontoparietal alanlar arasındaki bağlantı kaybı, fonksiyonel ağ durumları repertuarının kaybı ve yarı kararlı beyin aktivasyonu ile çakıştığını varsaymaktadır.

Bu fikirleri keşfetmek için zamanla çözümlenmiş bir işlevsel bağlantı çerçevesi benimsedik ve işlevsel ağ durumlarının repertuarını potansiyel bir bilinç belirteci olarak değerlendirdik ve yanıt vermeyen uyanıklık sendromu (UWS) ve minimal bilinçli durumdaki (MCS) hastaları ayırt etme potansiyelini değerlendirdik. . Ek olarak, bu işlevsel ağ durumlarının anatomik ağdaki gizli uzamsal modellerin altında yatan, yani özmodlar olarak adlandırılan tahmini, potansiyel belirteçler olarak desteklendi.

Fonksiyonel MRI verilerinden zamanla çözülen fonksiyonel bağlantıyı analiz ederek, MCS hastalarına kıyasla UWS’de metastabilite ve fonksiyonel ağ repertuarında bir azalma olduğunu gösterdik. Bu, MCS hastalarına kıyasla UWS’de varsayılan mod ağındaki ve subkortikal fronto-temporoparietal ağdaki azalan bekleme süreleri ve durağan olmama kaybı olarak ifade edildi.

Ayrıca, bu bulguların, yapısal özmodlar ve UWS’de ortaya çıkan zamanla çözümlenmiş fonksiyonel bağlantı arasındaki dinamik etkileşim kaybıyla birlikte ortaya çıktığını gösterdik.

Bu sonuçlar, diğerlerinin yanı sıra, GNW teorisini ve mesocircuit hipotezini destekler ve bilincin geri kazanılmasında zamanla çözülen talamo-kortikal bağlantıların ve metastabilitenin rolünü destekler.