意識障礙給患者、家庭和社會帶來嚴重影響，其意識恢復機制、治療方法等研究進展廣受關注。

　　中國科學院自動化研究所(自動化所)12月3日向媒體發(fā)布信息說，中國科學家領銜的國際合作團隊，最近通過記錄并分析不同年齡、不同病因、不同嚴重程度的意識障礙患者大腦活動模式與他們意識恢復之間的關系，成功揭示出意識恢復的共性神經機制，為理解這一世界性醫(yī)學與科學難題提供了關鍵證據。

本項研究概念示意圖(圖片來源：陳琦)。中國科學院自動化所 供圖

　　這項重要神經科學研究進展，由中國科學院自動化所、首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院、杭州師范大學、比利時列日大學等中外機構的合作者組成聯(lián)合研究團隊共同完成，相關成果論文近日在國際學術期刊《自然-通訊》發(fā)表。

　　恢復過程受共同神經機制影響

　　論文第一作者、中國科學院自動化所博士研究生張浩然介紹說，意識障礙是指患者因嚴重腦損傷導致意識長期喪失或嚴重受損，其病因極其復雜，包括腦外傷、腦卒中、腦缺血缺氧等多種因素，損傷程度和位置各異，患者預后差異巨大。長期以來，科學界一直在探索：如此異質性的疾病背后，是否存在統(tǒng)一的恢復機制？這對于尋找更加有效的治療手段具有關鍵意義。

　　為此，研究團隊通過分析23例接受深部腦刺激治療的意識障礙患者的微電極記錄數(shù)據，運用人工智能技術深入挖掘大腦“意識開關”——丘腦的神經活動模式。他們從34個電生理特征中，篩選出4個關鍵特征，特別是4-8赫茲的神經振蕩(Theta節(jié)律)的強度和穩(wěn)定性，構建出與患者一年后意識恢復情況高度相關的統(tǒng)一神經度量。

　　研究顯示，該度量指標對不同病因、不同年齡、不同嚴重程度的患者均具有良好的預后判斷能力。這一發(fā)現(xiàn)表明，盡管意識障礙的病因和臨床表現(xiàn)千差萬別，但其恢復過程受到一個共同的神經機制的影響。

　　識別出三種意識障礙恢復類型

　　本項研究識別出三種意識障礙的恢復類型：

　　第一類患者丘腦活動普遍沉寂，全部為較為嚴重的植物狀態(tài)患者，迄今無一例恢復。

　　第二類具有較高的神經振蕩強度，多為殘留部分微小意識的患者，超過半數(shù)實現(xiàn)意識恢復。

　　第三類雖然大多為植物狀態(tài)患者，但顯示出較高的神經振蕩穩(wěn)定性，代表了一類“隱匿恢復者”，這部分被診斷為植物狀態(tài)的患者，雖然臨床表現(xiàn)不佳，但其丘腦活動保留著恢復的“火種”，最終有過半數(shù)患者能夠實現(xiàn)意識恢復。

　　論文共同通訊作者、國際意識研究協(xié)會前主席史蒂文·洛雷教授提出，這一發(fā)現(xiàn)與近年來國際上報道的“認知運動分離”、“隱匿意識”現(xiàn)象類似，未來有望更精準識別這些具有恢復潛力但被常規(guī)評估遺漏的患者，并為他們提供針對性治療。

　　雙路徑機制揭示意識恢復奧秘

　　這次研究通過構建神經網絡模型，模擬了意識損傷與恢復的腦網絡活動，深入探索了意識恢復的神經機制。

　　研究發(fā)現(xiàn)，意識恢復可能存在兩條不同的神經動力學路徑：路徑一先恢復神經輸入強度，后恢復穩(wěn)定性，對應前述第二類患者的典型特征；路徑二則相反，先恢復輸入的穩(wěn)定性，后恢復強度，對應第三類“隱匿恢復者”的特征。

　　論文共同通訊作者、中國科學院自動化所研究員余山指出，這兩條路徑最終都有希望實現(xiàn)意識恢復，但經歷的中間狀態(tài)不同。這一研究發(fā)現(xiàn)既為國際主流的“ABCD”意識分級理論提供關鍵證據，也為理解為何臨床表現(xiàn)相似的患者會有不同恢復軌跡提供新見解。

　　特別是本項研究揭示的意識障礙恢復機制，與以前研究中發(fā)現(xiàn)的麻醉、睡眠等意識狀態(tài)的切換過程具有高度的相似性，提示不同類型的意識改變可能遵循統(tǒng)一的神經變化規(guī)律。

　　架起基礎科學到臨床應用之橋

　　論文共同通訊作者、首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院主任醫(yī)師何江弘表示，此次研究架起從基礎神經科學到臨床應用的橋梁，不僅為高度異質性的意識障礙恢復找到統(tǒng)一的度量標準，更為發(fā)展臨床個體化治療策略提供科學依據。

論文共同通訊作者何江弘主任醫(yī)師在查看影像(圖片來源：天壇醫(yī)院)。中國科學院自動化所 供圖

　　基于丘腦神經振蕩的統(tǒng)一度量，臨床醫(yī)生有望能更準確地評估患者預后，并制定個體化治療方案。對于具有不同丘腦活動特征的患者類型，未來可以采取針對性的神經調控策略，提高治療效果。

　　同時，研究團隊也正致力于開發(fā)非侵入式檢測工具，旨在通過高密度腦電圖等手段，無創(chuàng)評估丘腦活動狀態(tài)，并基于人工智能技術構建預后預測系統(tǒng)，惠及更多意識障礙患者。