Lo studio di imaging sonda la coscienza nei pazienti con lesioni cerebrali
In un nuovo studio su sei pazienti che variavano nella loro funzione dallo stato di minima coscienza alla sindrome di lock-in (normale funzione cognitiva con grave compromissione motoria), i ricercatori hanno esaminato come il cervello di questi pazienti risponde a una serie di comandi e domande mentre essere scansionato con la risonanza magnetica funzionale (fMRI).
Hanno scoperto che c'era un'ampia, e in gran parte imprevedibile, variazione nella capacità dei pazienti di rispondere a un comando semplice (come "immagina di nuotare - ora fermati") e quindi di utilizzare lo stesso comando per rispondere semplice sì / no o a scelta multipla domande. Questa variazione era evidente se confrontata con la loro capacità di interagire al capezzale usando la voce o il gesto.
I ricercatori hanno detto che questi risultati suggeriscono che non esiste ancora alcun esame in grado di valutare con precisione il funzionamento di livello superiore che potrebbe essere, e certamente sembra essere, che si verifica in un certo numero di pazienti gravemente feriti al cervello, ma si stanno compiendo progressi.
“Dobbiamo abbandonare l'idea di poter fare affidamento su un esame al capezzale nella nostra valutazione di alcune gravi lesioni cerebrali. Questi risultati dimostrano che i pazienti che mostrano risposte molto limitate al letto del paziente possono avere una funzione cognitiva più elevata rivelata tramite fMRI ", ha detto l'autore corrispondente dello studio, Nicholas D. Schiff, M.D.
Sebbene siano stati compiuti progressi nel chiarire la gamma delle funzioni cerebrali in coloro che sono gravemente feriti, Schiff ha sollecitato cautela.
“Sebbene tutti vogliano utilizzare uno strumento come questo, la fMRI non è ancora in grado di effettuare misurazioni chiare delle prestazioni cognitive. Ci sarà una serie di possibili risposte che riflettono le diverse capacità di questi pazienti che dobbiamo esplorare e comprendere ulteriormente ", ha detto.
Il nuovo studio ha testato tre livelli di comunicazione in fasi che richiedono un aumento della capacità cognitiva, ha affermato Henning Voss, Ph.D., ricercatore senior dello studio e professore associato di fisica in radiologia presso il Weill Cornell Medical College.
"Anche se non siamo riusciti a stabilire in modo inequivocabile la comunicazione in questi pazienti con lesioni cerebrali, la nostra ricerca ci sta aiutando a identificare i problemi specifici di questa popolazione di pazienti", ha detto Voss. "Abbiamo avuto un quadro chiaro su dove e come cercare questo tipo di attività cerebrale in risposta a determinati comandi".
Imperativo etico
"Migliaia di persone subiscono lesioni cerebrali debilitanti ogni anno, e c'è un chiaro imperativo etico per imparare il più possibile sulla loro capacità di comunicare", ha detto l'autore principale dello studio, Jonathan Bardin, uno studente laureato in neuroscienze del terzo anno a Weill Cornell Scuola Medica.
"Questi risultati ci mettono in guardia dal dare troppo peso ai risultati negativi e aprono i nostri occhi alla diversità di risposte che ci si potrebbe aspettare dal vasto gruppo di persone con gravi lesioni cerebrali", ha detto.
Le potenziali implicazioni di questo tipo di studi sulla coscienza sono significative, ha detto il coautore Joseph Fins, M.D.
“Oltre a facilitare la comunicazione con questi pazienti, questi studi dovrebbero comunicare alla società in generale che questa popolazione è degna della nostra attenzione collettiva.
“La stragrande maggioranza dei pazienti con gravi lesioni cerebrali in tutto il paese riceve cure scadenti perché viene diagnosticata in modo improprio, non riceve un'adeguata riabilitazione e spesso finisce in case di cura. Vogliamo tutti che questo cambi ", ha detto Fins, direttore dell'etica medica e presidente del comitato etico del NewYork-Presbyterian Hospital / Weill Cornell Medical Center.
La fMRI rivela la complessità della coscienza
Lo studio di Weill Cornell è una continuazione della ricerca su come la fMRI può stabilire una linea di comunicazione con i pazienti con lesioni cerebrali al fine di capire se possono trarre beneficio dalla riabilitazione e per misurare il loro livello di dolore e altri parametri clinici che migliorerebbero l'assistenza e qualità della vita.
Collaboratori di ricerca a Cambridge, in Inghilterra, e Liegi, in Belgio, hanno pubblicato nel 2006 e nel 2010 precedenti dimostrazioni che i pazienti con gravi lesioni cerebrali potevano rispondere a comandi o domande. I presenti studi estendono le scoperte precedenti e rappresentano un'importante conferma di tali misurazioni da parte di scienziati indipendenti.
Nello studio attuale, le dissociazioni osservate e l'ampia gamma di capacità di comunicazione nei soggetti dei pazienti studiati forniscono intuizioni uniche. Nella prima fase, ai sei pazienti, così come ai 14 partecipanti al controllo, è stato chiesto un comando che costituisse la base per ulteriori comunicazioni. Ai volontari di controllo è stato chiesto di immaginare di svolgere i loro sport preferiti, ai pazienti di immaginarsi di nuotare.
Quindi, nei tre pazienti che potevano farlo e in tutti i controlli, i ricercatori hanno chiesto loro di utilizzare la stessa attività immaginata per rispondere a una o due opzioni in una semplice domanda in due parti. Nel terzo compito a scelta multipla, è stata mostrata una carta con una figura da un mazzo di carte da gioco, quindi è stato chiesto di rispondere quando veniva nominata la faccia o il seme della carta.
Le scansioni hanno mostrato una serie di "dissociazioni" in questi pazienti - "casi sorprendenti in cui le risposte di imaging dei pazienti divergevano dal loro comportamento", ha detto Bardin.
Un paziente potrebbe generare l'immaginario mentale ma non usarlo per rispondere alle domande, sebbene possa comunicare accuratamente con i gesti. Un altro paziente, che può parlare, non ha potuto svolgere il compito di immaginazione mentale. Un terzo paziente che poteva immaginare di nuotare a comando ha mostrato modelli di risposta cerebrale notevolmente variati quando testati nel tempo.
"I pazienti che partecipano a questo studio hanno spesso lesioni cerebrali multiple o diffuse che interessano non solo le aree cerebrali locali, ma l'intera rete cerebrale su larga scala", ha detto Voss.
“Anche se conoscessimo esattamente tutte le lesioni coinvolte in un soggetto, la nostra comprensione ancora limitata delle reti cerebrali coinvolte nella comunicazione rende impossibile prevedere con precisione le capacità cognitive e comunicative rimanenti in molti casi. Se non è possibile una comunicazione normale, la fMRI può rivelare capacità cognitive a diversi livelli ".
"Questo è un test di realtà, in sostanza, perché c'è una vasta gamma di capacità cognitive in questi pazienti, e le implicazioni alle estremità estreme dello spettro sono importanti", ha detto il dottor Schiff.
"Non tutti i pazienti minimamente coscienti sono gli stessi, e non tutti i pazienti con sindrome del lock-in sono gli stessi", ha detto.
Andando avanti, il gruppo di ricerca, insieme ad altri nel campo, sta pianificando un importante studio multicentrico di fMRI insieme a colleghi europei e canadesi supportati dalla Fondazione James S. McDonnell per comprendere meglio sia le sue promesse che i limiti nel valutare le capacità cognitive in condizioni gravi. pazienti con lesioni cerebrali.
La ricerca è pubblicata nell'edizione online della rivista Cervello.
Fonte: Weill Cornell Medical College
