对言语的脑电图反应可识别具有保留认知功能的严重脑损伤

据威尔·康奈尔医学研究人员的一项研究，测量响应于简短叙述的大脑活动可以识别出严重的脑损伤患者，尽管他们在床边意识有限或无意识，但这些患者仍保持了较高的认知水平。

该论文于11月21日发表在《当前生物学》上，该论文首次描述了一种测量脑电图(EEG)所反映的严重脑损伤患者的连续自然语音在大脑处理中的延迟的方法。结果与使用现在建立的神经影像技术功能磁共振成像(fMRI)获得的证据相关，以识别执行高度认知要求的任务的能力。加工延迟程度的变化与通过行为评估测得的剩余认知能力范围相关。

资深作者Nicholas D. Schiff博士说：“这种方法可能是一种更有效，更有效的方法，用于最初识别出非常清楚但否则无反应的严重脑损伤患者，这种情况称为认知运动分离。” B. Katz，菲尔家庭脑与精神研究所神经病学和神经科学教授，威尔·康奈尔医学研究所高级研究小组(CASBI)联合负责人。

先前的几项研究表明，可以执行fMRI精神成像任务的脑损伤患者大脑活动高度保存，睡眠和唤醒电活动的总体模式保持不变。例如，包括席夫博士在内的研究人员以前发现其中一些患者的大脑活动是对命令的反应，他们想像他们在进行功能磁共振成像测试时正在参加一项运动。但是，fMRI对这些患者不是一种有效或普遍有效的筛查工具：它很昂贵，不能用于那些装有起搏器或因受伤而植入金属硬件的患者。相比之下，EEG通过放置在头皮上的小电极被动地测量脑电信号，可以使用更长的时间，并且是一种成本较低的测试方法。

在这项研究中，威尔·康奈尔大学的医学研究人员，包括第一作者钱纳尔·布莱曼博士，他是威尔·康奈尔大学医学科学研究所的计算生物学与医学三机构计划的毕业生，充分利用了人脑产生电活动这一事实。同时遵循语音中声波强度的变化，称为自然语音包络。他们评估了21名严重脑损伤患者的脑电活动与脑电图的时间延迟，其中包括处于营养，最低意识和最低意识状态的患者，因为他们听到了家庭成员记录的个人有意义的叙述。先前的研究表明，亲人的声音中的个人故事会增加在脑部受伤的患者中引发有力且可靠的反应的可能性。研究人员还对13名健康的人进行了脑电图测试，他们听了小说《爱丽丝梦游仙境》的一部分。

接下来，研究人员对21名脑损伤患者进行了功能磁共振成像测试，同时要求他们遵循促使他们想象自己正在打网球的命令。与静息状态相比，在遵循命令的过程中有十名患者的大脑活动具有统计学意义。在进一步分析这10名患者的这一子集后，研究人员发现，与健康参与者相比，这些患者在EEG中测得的自然言语的滞后时间没有统计学上的显着差异。

脑电对自然语言包络的反应还使研究人员能够使用JFK昏迷恢复量表修订版，通过床旁行为评估来区分患者不同的行为表现认知水平，该量表对患者的唤醒，沟通，听觉，视觉，言语和运动进行检查功能。Schiff博士说：“一旦将能够执行fMRI指令跟踪任务的患者放在一个单独的类别中，我们惊讶地发现，通过在EEG自然语音测试中观察到的平均时间延迟，可以将患者明确地划分为不同的诊断类别。”

他补充说：“需要进行未来的研究来验证我们的结果。”“但是，我们的发现强调了对所有患有严重脑损伤的患者进行筛查并确定可能从诸如听觉脑机接口之类的干预措施中受益的患者的紧迫性，以增强他们与外界沟通的能力。”

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