Columbia-Wissenschaftler entdecken verborgene Bewusstseinsquellen bei Komapatienten

Forscher der Columbia University haben Hirnverletzungen entdeckt, die der Ursprung verborgenen Bewusstseins sein könnten. Dieser rätselhafte Zustand tritt auf, wenn Personen mit Hirnschäden nicht auf grundlegende Befehle zu reagieren scheinen und bewusstlos zu sein scheinen, obwohl sie noch ein gewisses Maß an Bewusstsein haben.

„Unsere Studie zeigt, dass Patienten mit subtilem Bewusstsein verbale Befehle hören und verstehen können, diese Befehle jedoch aufgrund von Verletzungen in den Gehirnschaltkreisen, die Anweisungen vom Gehirn an die Muskeln übertragen, nicht ausführen können“, sagt Studienleiter Dr. Jan Klassen, Assistenzprofessor der Medizin. Nerven in Universität von Columbia Vagelos College of Physicians and Surgeons und Leiter der Intensivmedizin und Neurologie am NewYork-Presbyterian / Columbia University Irving Medical Center.

Die Ergebnisse könnten Ärzten helfen, Patienten mit Hirnverletzungen, die möglicherweise ein verborgenes Bewusstsein haben, schneller zu identifizieren und besser vorherzusagen, welche Patienten sich mit einer Rehabilitation wahrscheinlich erholen werden.

Störung der Gehirnschaltkreise bei Patienten mit verborgenem Bewusstsein

Kryptisches Bewusstsein, auch als wahrnehmungsmotorische Dissoziation (CMD) bekannt, tritt bei etwa 15 bis 25 % der Patienten mit traumatischer Hirnverletzung aufgrund eines Kopftraumas, einer Hirnblutung oder eines Herzstillstands auf.

In früheren Untersuchungen haben Claassen und seine Kollegen herausgefunden, dass mithilfe eines EEG nachweisbare Gehirnmikrowellen der stärkste Prädiktor für eine subtile Wahrnehmung und eine eventuelle Genesung bei Patienten mit nicht reagierenden Hirnverletzungen sind.

Die genauen Leitungsbahnen im Gehirn, die bei dieser Erkrankung gestört werden, sind jedoch nicht bekannt.

In der neuen Studie untersuchten Forscher 107 Patienten mit Hirnverletzungen mithilfe eines EEG. Diese Technologie kann erkennen, wenn Patienten versuchen, auf einen Befehl wie „Öffnen und schließen Sie Ihre rechte Hand weiter“ zu reagieren, obwohl sie dazu nicht in der Lage sind.

Die Analyse ergab CMD bei 21 der Patienten.

Anschließend analysierten die Forscher die strukturellen MRT-Scans aller Patienten.

Co-Hauptautor Qi Shen, Ph.D., assoziierter Forschungswissenschaftler im Claassen-Labor und Experte für Signalverarbeitung, sagt: maschinelles Lernenund Biostatistik.

Die Forscher fanden heraus, dass alle CMD-Patienten gesunde Gehirnstrukturen hatten, die mit dem Aufwachen und dem Verstehen von Befehlen verbunden waren, was die Annahme stützte, dass diese Patienten zwar Befehle hörten und verstanden, diese aber nicht ausführen konnten.

„Wir haben gesehen, dass alle CMD-Patienten Defizite in Gehirnregionen haben, die für die Integration verständlicher motorischer Befehle in die motorische Leistung verantwortlich sind, was CMD-Patienten daran hindert, auf verbale Befehle zu reagieren“, sagt Claassen.

Die Ergebnisse können es Forschern ermöglichen, Patienten mit Hirnverletzungen und CMD besser zu verstehen, was für klinische Studien zur Wiederherstellung des Bewusstseins nützlich sein wird.

Bevor diese Methoden in der klinischen Praxis angewendet werden können, ist weitere Forschung erforderlich. „Unsere Studie zeigt jedoch, dass es möglich sein könnte, subtiles Bewusstsein mithilfe allgemein verfügbarer struktureller Bildgebung des Gehirns zu untersuchen und so die CMD-Erkennung der allgemeinen klinischen Anwendung einen Schritt näher zu bringen“, sagt Klassen.

„Möglicherweise verfügt nicht jede Intensivstation über die Ressourcen und das geschulte Personal, um mithilfe eines EEG verborgenes Bewusstsein zu erkennen. Daher bietet die MRT möglicherweise eine einfache Möglichkeit, Patienten zu identifizieren, die einer weiteren Untersuchung und Diagnose bedürfen.“

Referenz: „Verletzungsmuster im Zusammenhang mit kognitiv-motorischer Desintegration“ von Eva Franzova, Chi Shen, Kevin Doyle, Justin M. Chen, Jennifer Ipepik, Athena Frusco, Jerina C. Carmona, Lauren Gruboa, Gregory A. Heinonen, Angela Velazquez, Ian Jerome Gonzalez, Satoshi Egawa und Sachin Agarwal, David Roh, Soojin Park, E Sander Connolly und Jan Claassen, 14. August 2023, Gehirn.
DOI: 10.1093/brain/awad197

Die Studie wurde durch Zuschüsse von unterstützt Nationales Gesundheitsinstitut (R01NS106014 und R03NS112760) und der Dana Foundation.