科技日报记者 陆成宽
“植物人”能否被唤醒？关键密码藏在大脑深部的脑电波里。记者3日从中国科学院自动化研究所获悉，通过分析不同年龄、病因及严重程度的意识障碍患者的脑活动模式，由该所与北京天坛医院、杭州师范大学等组成的联合研究团队，成功揭示意识恢复的共性神经机制，为破解这一全球性的医学与科学难题提供了关键线索。相关研究成果发表于《自然·通讯》杂志。
意识障碍是指患者因严重脑损伤而陷入长期昏迷或意识严重受损的状态，严重的患者被称为“植物人”。在我国，这类患者数量庞大，约有100万人，且每年新增5至10万人。意识障碍的评估与治疗一直是医学上的巨大挑战。
在这项研究中，科研人员另辟蹊径，通过分析接受深部脑刺激治疗患者的脑内微电极记录，并借助人工智能深度挖掘大脑“意识开关”——丘脑的神经活动模式。他们从纷繁的电信号中，成功筛选出少数几个核心特征，构建出一个能跨越不同病因、年龄和病情严重程度的神经度量“标尺”。
“这把‘标尺’能够有效预测患者一年后的意识恢复情况，这意味着看似千差万别的恢复过程，可能受到一个共同的神经机制的影响。”论文共同通讯作者、中国科学院自动化所研究员余山说。
更令人振奋的是，依据这把“标尺”，科研人员还发现了三类不同的恢复轨迹。其中，最重要的是发现了一类“隐匿恢复者”，他们临床表现为严重的植物状态，常规评估认为希望渺茫，但其丘脑4-8赫兹的神经振荡却显示出高度的稳定性。超过一半的这类患者成功恢复了意识。“这意味着，未来我们有望更早、更精准地识别出那些被传统方法遗漏、实则拥有康复潜力的患者，为他们争取宝贵的治疗机会。”论文共同通讯作者、首都医科大学附属北京天坛医院主任医师何江弘表示。
有意思的是，研究通过计算模型进一步揭示，意识恢复可能存在着“殊途同归”的两条路径：一条先增强神经活动的强度，再提升其稳定性；另一条则相反，先提升神经活动的稳定性，再增强其活动强度。“这两条路径恰好分别对应了临床上的两类有恢复潜力的患者类型，其中一类是上述‘隐匿恢复者’。”余山说，这不仅为理解患者不同的康复历程提供了新视角，也提示人类在从麻醉、睡眠到清醒的不同意识状态切换中，可能共享着某些基础的神经规律。
何江弘表示，目前研究团队正积极研发基于高密度脑电图的无创检测技术与人工智能预后系统，旨在让这一科学突破能早日惠及广大患者，为患者家庭带来新的希望。
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