（大公文匯網記者記者 劉凝哲 北京報道）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，嚴重的患者被稱為「植物人」。中國當前約一百萬的意識障礙患者，每年新增5-10萬，給患者、家庭和社會帶來嚴重影響。長期以來，科學界一直在探索：意識障礙是否存在統一的恢復機制？這一問題的答案對於尋找更加有效的治療手段具有關鍵意義。記者從中國科學院自動化研究所獲悉，該所聯合首都醫科大學附屬北京天壇醫院等科研團隊的最新研究，揭示了意識恢復的共性神經機制，為理解這一世界性醫學與科學難題提供關鍵證據。
意識障礙的病因極其複雜，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，患者預後差異巨大。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。從34個電生理特徵中，研究人員篩選出4個關鍵特徵，特別是4-8赫茲的神經振盪（也叫做Theta節律）的強度和穩定性，構建了與患者一年後意識恢復情況高度相關的統一神經度量。
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後判斷能力。這一發現意味着，儘管意識障礙的病因和臨床表現千差萬別，但其恢復過程受到一個共同的神經機制的影響。
值得一提的是，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患者，無一例恢復；第二類具有較高的Theta節律強度，多為殘留部分微小意識的患者，超過半數實現意識恢復；第三類雖然大多為植物狀態患者，但顯示出較高的Theta節律穩定性，代表了一類「隱匿恢復者」，這部分被診斷為植物狀態的患者，雖然臨床表現不佳，但其丘腦活動保留着恢復的「火種」，最終有過半數患者能夠實現意識恢復。未來，有希望更精準地識別這些具有恢復潛力但被常規評估遺漏的患者，並為他們提供針對性治療。
研究團隊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。研究發現，意識恢復可能存在兩條不同的神經動力學路徑。路徑1先恢復神經輸入強度，後恢復穩定性，對應上述第二類患者的典型特徵；路徑2則相反，先恢復輸入的穩定性，後恢復強度，對應第三類"隱匿恢復者"的特徵。這兩條路徑最終都有希望實現意識恢復，但經歷的中間狀態不同。該發現為國際主流的「ABCD」意識分級理論提供了關鍵證據，也為理解為何臨床表現相似的患者會有不同恢復軌跡提供了新見解。有意思的是，本研究揭示的意識障礙恢復機制，與以前研究中發現的麻醉、睡眠等意識狀態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一的神經變化規律。
據介紹，這一研究架起了從基礎神經科學到臨床應用的橋樑，不僅為高度異質性的意識障礙找到統一的度量標準，更為臨床個體化治療策略提供了科學依據。基於丘腦Theta節律的統一度量，臨床醫生能夠更準確地評估患者預後，制定個體化治療方案。對於具有不同丘腦活動特徵的患者類型，可以採取針對性的神經調控策略，提高治療效果。同時，研究團隊正致力於開發非侵入式檢測工具，旨在通過高密度腦電圖等手段，無創評估丘腦活動狀態，並基於人工智能技術構建預後預測系統，惠及更多意識障礙患者。
該研究相關成果已發表於國際學術期刊《自然·通訊》（Nature Communications）。中國科學院自動化研究所博士研究生張浩然為論文第一作者。中國科學院自動化研究所研究員餘山、首都醫科大學附屬北京天壇醫院主任醫師何江弘以及杭州師範大學、比利時列日大學教授Steven Laureys為論文共同通訊作者。首都醫科大學附屬北京天壇醫院博士研究生葛芊芊、副主任醫師徐瓏、博士研究生莊禹童，北京大學教授吳思、博士研究生劉瀟，中國人民解放軍總醫院主治醫師黨圓圓為論文的共同作者。
