岑盼 科技日?qǐng)?bào)記者 王春

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年我國有近10萬患者因顱腦外傷、腦卒中、缺血缺氧性腦病等病陷入昏迷，繼而進(jìn)入長期的意識(shí)障礙狀態(tài)，即傳統(tǒng)意義上的“植物人”狀態(tài)，長期治療給家庭和社會(huì)都帶來了巨大的壓力。如何利用神經(jīng)科學(xué)的方式更準(zhǔn)確地判斷“植物人”有無清醒的可能，便成為當(dāng)前研究取得突破性進(jìn)展的著眼點(diǎn)。

中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）、中國科學(xué)院靈長類神經(jīng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王立平研究組與復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科毛穎/吳雪海團(tuán)隊(duì)歷時(shí)多年,針對(duì)意識(shí)障礙患者開展了語言加工相關(guān)神經(jīng)表征的探索性研究，并將相關(guān)神經(jīng)表征與機(jī)器學(xué)習(xí)方法相結(jié)合，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)患者意識(shí)狀態(tài)的診斷和康復(fù)預(yù)測，為意識(shí)障礙患者的臨床診療提供了新的參考。相關(guān)成果5月25日在《自然-神經(jīng)科學(xué)》期刊在線發(fā)表。

圖片來源：中科院腦智卓越中心

從量表評(píng)分誤診率40%到評(píng)估正確率達(dá)80%

意識(shí)障礙患者中，以無反應(yīng)覺醒綜合征和最小意識(shí)狀態(tài)兩類最為常見。相較于無反應(yīng)覺醒綜合征患者，最小意識(shí)狀態(tài)患者的殘存意識(shí)水平更高，康復(fù)可能性也更高。然而，現(xiàn)階段對(duì)“植物人”患者的狀態(tài)鑒定依賴于有經(jīng)驗(yàn)醫(yī)生的觀察和量表評(píng)分，具有一定的主觀性，誤診率高達(dá)40%。

據(jù)王立平介紹，近年來有研究者利用腦電或磁共振成像記錄患者的腦活動(dòng)，進(jìn)而推測其意識(shí)障礙程度，但范式較為局限，神經(jīng)指標(biāo)也較為匱乏，準(zhǔn)確性仍有一定的提升空間。令人欣喜的是，此次探索性研究不僅在診斷上顯著優(yōu)于基于行為學(xué)量表的臨床評(píng)估，而且可以更準(zhǔn)確地預(yù)測患者個(gè)體在腦電記錄100天后的康復(fù)，正確率達(dá)到80%。

更深度研究或找到更普適評(píng)價(jià)指標(biāo)

王立平介紹說，此次研究根據(jù)的原理其實(shí)很簡單，大腦只有越清醒，才能理解越復(fù)雜的句子。

雖然現(xiàn)階段科研人員尚未徹底理解語言層級(jí)結(jié)構(gòu)在大腦中的神經(jīng)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)制，但現(xiàn)有的基礎(chǔ)研究結(jié)果已經(jīng)可以為臨床轉(zhuǎn)化提供借鑒。該研究合作者浙江大學(xué)丁鼐研究員在以往的工作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)健康人聆聽按一定頻率呈現(xiàn)的漢語語音序列時(shí)，大腦會(huì)以對(duì)應(yīng)節(jié)律的神經(jīng)振蕩并行表征序列中不同層級(jí)的語言結(jié)構(gòu)?！爱?dāng)播放‘高學(xué)山跑’此類無關(guān)聯(lián)的四字時(shí)，正常人大腦會(huì)跟著節(jié)奏，研究者會(huì)觀察到4赫茲/秒的震蕩?！蓖趿⑵秸f。如果播放的是“嬰兒哭泣”或“小馬過河”，若能理解詞組，會(huì)觀察到2赫茲/秒的震蕩，若理解句子則變?yōu)?赫茲/秒。

以此類研究為基礎(chǔ)，臨床中醫(yī)生則可以通過患者自身的神經(jīng)響應(yīng)獲得更為科學(xué)的推論，而不僅僅依靠主觀經(jīng)驗(yàn)與量表。

圖片來源：中科院腦智卓越中心

通過初步研究，團(tuán)隊(duì)假設(shè)，意識(shí)障礙患者的殘存意識(shí)水平與語言序列中層級(jí)結(jié)構(gòu)的加工深度可能存在關(guān)聯(lián)，尤其會(huì)在高層級(jí)語言結(jié)構(gòu)的神經(jīng)表征上得到體現(xiàn)。

基于此，研究人員首先設(shè)計(jì)了3種包含不同層級(jí)的語言序列，記錄了無反應(yīng)覺醒綜合征和最小意識(shí)狀態(tài)患者在接受到語音刺激時(shí)的床旁腦電活動(dòng)，并與健康人進(jìn)行了對(duì)比。群體對(duì)比的結(jié)果顯示，患者組和健康被試組均表現(xiàn)出了對(duì)字層級(jí)結(jié)構(gòu)的顯著神經(jīng)響應(yīng)，但僅健康被試組的腦電活動(dòng)顯著體現(xiàn)出對(duì)詞和句子結(jié)構(gòu)的追蹤。

更重要的是，在個(gè)體分析中，研究人員發(fā)現(xiàn)15名患者表現(xiàn)出對(duì)詞和句子結(jié)構(gòu)追蹤的神經(jīng)活動(dòng)，其中6名患者在腦電記錄的100天后表現(xiàn)出明顯的意識(shí)水平康復(fù)，正確率達(dá)到80%。機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)一步顯示，利用詞組序列和句子序列條件下的神經(jīng)活動(dòng)對(duì)兩類患者的區(qū)分更為有效。研究人員進(jìn)一步引入新一批患者數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前模型進(jìn)行預(yù)測功能的泛化驗(yàn)證，成功復(fù)現(xiàn)了準(zhǔn)確的分類和預(yù)測效果。

這一系列驗(yàn)證意味著研究團(tuán)隊(duì)可能找到了一種普適的大腦意識(shí)水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)，在昏迷、睡眠、麻醉等一系列與意識(shí)水平相關(guān)的大腦狀態(tài)評(píng)估中有著廣泛的潛在應(yīng)用價(jià)值。研究團(tuán)隊(duì)表示，將在今后的研究中進(jìn)一步提高研究結(jié)果的臨床效果、適應(yīng)面和自動(dòng)化程度，最終為研究意識(shí)障礙的神經(jīng)機(jī)制、意識(shí)活動(dòng)的神經(jīng)表征，以及在意識(shí)障礙患者上開展相關(guān)科學(xué)研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

編輯：李俊霞

審核：朱麗

相關(guān)知識(shí)

語言,治療,語言治療
如何有效刺激寶寶的語言發(fā)育？
自閉癥兒童語言訓(xùn)練
【語言啟蒙】寶寶語言啟蒙
妙佑醫(yī)療國際(Mayo Clinic)問與答：言語治療通?？梢詭椭酗L(fēng)所致的言語障礙患者
如何通過親子閱讀提升孩子語言能力？
親子活動(dòng)方案（通用23篇）
《語言治療的方法》ppt課件
音樂能激發(fā)胎兒大腦功能
《去他的胖！》前言

網(wǎng)址: “植物人”能否蘇醒？讓他們通過語言刺激反應(yīng)“親自”告訴你答案 http://www.u1s5d6.cn/newsview133763.html