Определён точный энергетический уровень мозгового метаболизма, необходимый для восстановления сознания
Точный диагноз и прогноз восстановления пациентов после серьёзного повреждения мозга — трудная клиническая задача, поскольку некоторые пациенты сохраняют определённый уровень сознания, хотя не реагируют на раздражители. Оставлять ли родственника в таком состоянии? Есть ли шанс на восстановление?
Коллектив исследователей из Дании и Бельгии разработал тест, который отвечает на этот вопрос. Тест определяет текущее состояние сознания и позволяет сделать довольно точный прогноз, выйдет ли пациент из комы в течение года.
Состояние сознания хорошо диагностируется обычной позитронно-эмиссионной томографией с применением 18F-фтордезоксиглюкозы (PET-FDG). Диагностика показывает уровень метаболизма глюкозы в клетках мозга.
«Практически во всех случаях потребление энергии во всём мозге напрямую предсказывает или текущий уровень сознания, или его последующее восстановление, — говорит Рон Куперс (Ron Kupers) из университета Копенгагена и Йельского университета, один из авторов научной работы. — Если вкратце, наша работа показывает, что существует некий минимальный энергетический уровень, чтобы сознание восстановилось после повреждения мозга».
Исследователи поставили задачу разработать более надёжные диагностические маркеры для оценки текущего и будущего уровней сознания в дополнение к стандартным клиническим обследованиям. Они замерили и задокументировали уровень метаболизма мозговой глюкозы у 131 пациента с полной или частичной потерей сознания.
Исследование показало, что мозговой метаболизм хорошо коррелирует с уровнем сознания у пациентов.
Восстановление сознания спустя год у пациентов с разным уровнем метаболизма: в вегатативном состоянии (UWS) и с минимальным сознанием (MCS, EMCS)
Был определён энергетический уровень метаболизма (42% от нормального), который является критическим. Практически ни один пациент с метаболизмом ниже этого уровня не пришёл в сознание в течение года после обследования. С другой стороны, 94% пациентов с метаболизмом выше этого энергетического уровня проявляли признаки сознания при обследовании или начали реагировать на раздражители в течение года после получения травмы.
Открытие означает, что в мозге есть чёткий энергетический уровень, ниже которого происходят необратимые изменения, а восстановление сознания становится невозможным. «Магический» уровень 42% можно сравнить с искрой, способной зажечь пламя сознания в живом мозге.
Но самое главное, что открытие даёт надежду пациентам, которые находятся в вегетативном состоянии (UWS на графике). Оказывается, даже из такого состояния мозг способен восстановиться, если в нём сохранился достаточно высокий метаболизм глюкозы.
Научная работа опубликована в журнале Current Biology (doi: 10.1016/j.cub.2016.04.024, pdf).
Комментарии (64)
DrZlodberg
28.05.2016 20:02Интересно, а электрической стимуляцией мозг нельзя немного раскачать?
Bot_0002
28.05.2016 20:04Это как комп только с ОЗУ на борту.
DrZlodberg
28.05.2016 20:07Комп попышением питания и частоты проца вполне неплохо «раскачивается» ;)
Вроде как стимуляция может временно усиливать работу отдельных зон мозга, что должно поднять и скорость метаболизма. Если я правильно понимаю, как это работает.
devlind
28.05.2016 20:23+3Я думаю, что медики-нейро-билологи не тупые ребята и додумались бы за 100 лет попробовать так сделать.
S-ed
28.05.2016 23:28+1Не тупые, и додумались. Существуют 3 основных метода: vagus nerve stimulation (VNS), transcranial magnetic stimulation (TMS) и transcranial direct current stimulation (tDCS). Но наработки по ним довольно малы и нет стандартизации процедур и трактовки результатов.
Neurocell
30.05.2016 00:49+1Как вы любопытно методики поделили. Я бы сказал, что методов больше и они условно разбегаются на 4 класса: магнитные или электрические методы воздействия на переферическую или центральную нервную систему. А так, есть еще tACS (alternating current), tRNS (random noise), rTMS, TBS (theta-burst stimulation) и т.п. и т.д. Кстати по TMS и вегетативным состояниям довольно много исследовательских клиник работает, и они гароздо ближе к практике, чем ПЭТ-овцы: группы Rossi, Massimini, Tononi, Fregni, наверняка еще кто-то. Пожелаем им успеха.
S-ed
30.05.2016 14:57Все эти методики применяются для вывода из вегетативного состояния (увеличения общего уровня метаболизма)? Я только про 3 перечисленные читал.
Neurocell
30.05.2016 22:22Я слышал в кулуарах конференций, что пробуют. Но за публикации не скажу, во-первых, я читаю по этой теме не много, а во-вторых, процесс трансформации клинических результатов (особенно отрицательных) в публикации бывает причудлив и непрозрачен.
loly_girl
29.05.2016 16:25В этому году начался проект по оживлению мёртвого человеческого мозга.
DrZlodberg
29.05.2016 17:51Всмысле — оживлению? Вроде если нервы начали умирать — то там ему кранты.
loly_girl
29.05.2016 20:33Будут восстанавливать стволовыми клетками.
DrZlodberg
29.05.2016 20:35А можно где-нибудь почитать на русском?
loly_girl
29.05.2016 20:36https://www.google.ru/search?q=%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82+%D0%BF%D0%BE+%D0%BE%D0%B6%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8E+%D0%BC%D0%BE%D0%B7%D0%B3%D0%B0&ie=utf-8&oe=utf-8&gws_rd=cr&ei=qShLV-TEN6bt6QTj-JTQDg
DrZlodberg
29.05.2016 20:42Любопытно, спасибо.
Странно, что новость прошла мимо.
Интересно, что станет с мозгом после обширных повреждений, даже если его восстановить. Воспоминания, рефлексы и функции восстановленных участков ведь могут и не восстановиться (хотя воспоминания и не должны вроде)
TimsTims
28.05.2016 20:44-2Ответ на главный вопрос жизни, вселенной и всего такого: 42
> Согласно Путеводителю для путешествующих по Галактике, сверхразумная раса существ создала компьютер Думатель (Deep Thought) — второй по производительности за всё существование времени и Вселенной, — чтобы найти Окончательный Ответ на величайший вопрос Жизни, Вселенной и Всего Такого. После семи с половиной миллионов лет вычислений Думатель выдал ответ: «Сорок два»
> В переносном смысле — ответ, который ничего не даёт. Или даёт, но в пародийном смысле.
Что-то мне подсказывает, что автор этой книги что-то знал…
Ссылка: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%B2%D0%B5%D1%82_%D0%BD%D0%B0_%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B2%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81_%D0%B6%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B8,_%D0%B2%D1%81%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%B8_%D0%B2%D1%81%D0%B5%D0%B3%D0%BE_%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE
AdvanTiSS
28.05.2016 21:27+11) Выборка маловата.
2) Факт того, что люди не пришли в сознание не говорит о том, что их невозможно привести в сознание другими средствами.
Kirillko312
29.05.2016 02:36Но как минимум найден один из факторов, дающих высокую корреляцию с фактом выхода из комы.
сегодня узнали ещё немного)))
RusikR2D2
28.05.2016 23:11Всегда интересовал вопрос — а нельзя ли вывести человека из комы путем «хардверной» перезагрузки. Т.е. приводим человека в состояние клинической смерти, ждем сколько-то времени (сколько безопасно) и «запускаем» заново.
Или таких опытов не ставили по морально-этическим принципам?
Logonoff
28.05.2016 23:19+3«Вы пробовали выключить и опять включить»?
RusikR2D2
29.05.2016 01:34-1Типа того. Это как раз, если проводить параллель человек-компьютер, с сознанием в виде софта, и мозгом в виде харда. Если обычный компьютер завис, то перезагрузка помогает. Может звучит и глупо, но вопрос — пробовали или нет. В конце концов, кого-то же «выключают» насовсем — можно и попробовать.
lubezniy
29.05.2016 02:16Можно. Вывести в биологическую смерть (предложенный Вами способ почти идеально для этого подходит), похоронить в землю и тем самым удобрить почву, далее через растения (можно вместе с животными) превратить в питательные вещества, которые будут поглощены кем-то другим по пищевой цепочке. Так «перезагрузка» осуществляется в природе. Других способов оживить мёртвые клетки так и не придумано до сих пор.
Bot_0002
29.05.2016 16:41Ну в фантастике все уже давно придумано. К счастью или сожалению, только в фантастике.
Sysman
29.05.2016 20:39Мозг человека — скорее, как RAM. Выключили питание — память необратимо стёрлась.
ptica_filin
29.05.2016 00:09А где у человека эта самая кнопка, которой его можно включать и выключать?
herr_kaizer
29.05.2016 01:00+1Сильно сомневаюсь, что гипоксия при клинической смерти починит и без того голодающую ЦНС.
0x131315
29.05.2016 02:09+1Ключевой посыл — в течении года.
Тогда как есть те, кто выходил из комы через много лет.
По этой методе таких будут списывать в утиль, ради экономии, разбирать на органы, убивать.
Все-таки пока не разобрались, что такое кома, почему люди в нее впадают и почему восстанавливаются в безнадежных случаях, такие тесты — это просто основание для умерщвления пациентов.olgerdovich
29.05.2016 06:03интересно, что бы Михаэль Шумахер предпочел бы три года назад, чтобы как сейчас или как вы опасаетесь?
0x131315
29.05.2016 07:58Любой здоровый человек выбрал бы жизнь, пусть и калекой. Даже если до травмы предпочитал смерть, даже если подписался где-то: после того, как выкарабкаешься с того света, радуешься любой возможности жить.
При условии, что личность присутствует конечно, чтобы ценить эту жизнь — человек с мертвым мозгом уже не имеет личности, даже если жив, даже если двигается, ему уже нет разницы жив он или мертв, он этого даже просто не понимает.
Но все-равно не мне тут судить — вопрос о коме, эвтаназии и донорстве слишком зыбкий, чтобы как-то определенно его решить.
И пациент имеет право на жизнь, пусть и с призрачным шансом.
И родственники хотят заботится о нем, и боятся отпустить, даже понимая что мозг умер окончательно — психология не дает.
И врачи хотят помочь другим, тем, у кого шансы на жизнь намного выше, но им не хватает ресурсов и органов, которые удерживает безнадежный пациент.
И другие хотят жить, не хотят умирать из-за того, что почти гарантированный труп отнимает у них жизнь. Такие люди часто в сознании, и понимают, что с ними происходит.
И все из них правы. Решить ситуацию никак нельзя, но часто решать ее необходимо.
Задачу облегчает разве тот факт, что пациенту без сознания все-равно, жить или умереть — он не страдает, не переживает, и не узнает о своей смерти.
Подобный тест позволит разве что защитить врачей, позволив им по своему усмотрению решать за пациента, по ситуации, не боясь загреметь в тюрьму.
При любом решении пациент уже находится в области вероятностей, так что пододвинуть вероятность на пару процентов в ту или другую сторону — это не так страшно, и не особо изменит ситуацию. В этой ситуации живые более приоритетны.
Если органы пациента никому не нужны и родственники готовы за ним ухаживать — почему бы и нет? Пусть живет, никому же не мешает.
Если родственников нет или он им не нужен, но пациент не мешает — пусть живет, может и очухается.
Если пациент мешает, оттягивает ресурсы, и ни одна соцорганизация забрать его не хочет, ни один фонд не хочет финансировать жизнь таких пациентов — эвтаназия. Врачи не могут себе позволить тащить такой груз на себе.
Или же вместо эвтаназии — превращение в инкубатор органов: сохранение жизни телу до тех пор, пока его органы не понадобятся кому-то. Расходы с удовольствием оплатит тот, кто выживет.
Если кому-то нужны органы и родственники против — врач может на свое усмотрение решить, стоит ли спасение чьей-то жизни смерти безнадежного пациента. Родственникам не всегда получается обьяснить то, что врач понимает четко. Решать в любом случае придется врачу — только он обладает всей полнотой информации. А тут он еще и прикрыт законом — может выполнить свою нелегкую работу не боясь преследования.
Если кому-то нужны органы и родственники не против — тем более решение очевидно.
Mixim333
29.05.2016 12:11+2«Ему были проведены две нейрохирургические операции[13], он был введён в искусственную кому» (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D1%83%D0%BC%D0%B0%D1%85%D0%B5%D1%80,_%D0%9C%D0%B8%D1%85%D0%B0%D1%8D%D0%BB%D1%8C), т.е. кома у Михаэля была искусственной, так что тут немного другая ситуация.
Теперь про обычную кому. У самого дед, который проживал за 5000км от нас, я его видел только в пеленочном возрасте, был зимой в начале 2000х сбит на проселочной дороге пьяным водителем, который скрылся, деда нашли только часов через 10 — серьезное обморожение, он около месяца пробыл в коме и скончался (именно поэтому ненавижу людей, которые садятся за руль нетрезвыми)=> я не видел во вменяемом возрасте ни одного своего деда. Отец, когда дед находился в коме, начал курить как паровоз (очень любил своего отца, моего деда, поэтому эта авария вызвала у него огромный стресс) и в прошлом году умер от рака легких.
Не верю в «волшебные фильмы», когда человек после десятка лет в коме приходит в себя, поэтому если бы мне предложили подписать документ, который в случае моей комы говорил врачам отключать меня от аппаратов жизнеобеспечения, я бы не раздумывая подписал егоHellsy22
29.05.2016 17:49А откуда стало известно, что водитель был пьян?
Mixim333
29.05.2016 19:55Его каким-то образом ГАИ все же выловила через сутки и его похмельное состояние явно говорило, что он минимум пару дней до этого не просыхал. Правда, позже из протокола эта информация куда-то «испарилась» — толи сам водитель был высокопоставленной шишкой, толи его родственники…
goricvet
29.05.2016 09:46Я думаю, что в первую очередь этот тест поможет в тех случаях когда сомневаются, стоит ли продолжать держать человека в коме или пришло время отключить от аппарата жизнеобеспечения.
lubezniy
29.05.2016 17:16Больной в коме может и не нуждаться в аппарате жизнеобеспечения, если может дышать сам (для этого нужно, чтобы работали определённые участки мозга, ответственные за дыхательные движения, и проводящие пути до соответствующих мышц). И в таком состоянии его можно держать довольно долго. Речь идёт, скорее, о кормлении: сам человек без сознания питаться не может. А по нашим законам отключать можно только при тотальной смерти мозга (когда тесты с пробами не показывают ни сознания, ни самостоятельного дыхания, ни прочей мозговой активности).
SquareIronBox
29.05.2016 18:37+1Забавно. У нескольких людей в состоянии минимального сознания и даже у пары человек в вегетативном состоянии уровень метаболизма глюкозы такой же или выше, как у некоторых из контрольной группы. Интересно узнать, как живут, чем промышляют последние.
donec
29.05.2016 19:53+1Интересно, пытался ли кто-то вывести пациента из комы при помощи психоделиков типа: ЛСД, псилоцина, псилоцибина? Или хотя бы для уменьшения срока прихода в сознание.
По последним полученным данным (https://geektimes.ru/post/274236/), эта идея точно должна иметь право на существование.
Smagold
29.05.2016 20:57Доктор Хаус пытался, и даже получилось :)
Наркотическим веществам нередко присваивают волшебные возможности, но не думаю, что кома — тот случай, когда они могут повлиять в лучшую сторону. Эйфория, галлюцинации и возбуждение вызываются в мозге, но как это произойдет, если он практически в выключенном состоянии? Думаю, это как повышать напряжение на сломанном процессоре, пытаясь тем самым починить его.
Но мне тоже хочется услышать ответа от знающих людей.
Neurocell
29.05.2016 23:37«Простой тест»? Да тут целая бригада всю смену отработает на один тест :). Это же надо ввести изатоп, потом засунуть пациента вместе со всем жизнеобеспечением в пэт, отработать, достать пациента и отправить на интенсивную терапию дабы убедиться в отстутствии аллергической реации на изатоп. Затем препроцессинг пэта и, собственно, применение чудо алгоритма / базы данных. В условиях клиники счет за тест будет от 8-9 тыс евро в Германии до 30 тыс в Швейцарии (приблизительно). И не факт, что страховка покроет. Но это частности, а возвращаясь к работе, очевидно что активность потребления глюкозы крайне индивидуальна и вариабильна, включая такие факторы (по убывающей) как возраст, генетическая предрасположенность, медикоментозный анамнез, пол, время дня, сезон и прочие. Так что серьезной предсказательной силой на большой выборке будет обладать только тест активности метаболизма включающий индивидуальные истории наблюдений (сделаных до комы). А этого нет и не будет, так как радиактивный изатоп в целях неспецифической диагностики никто вводить не станет. Так что все переживащие о недобрасовестном применении могут расслабиться.
P.S. Статья достойная, ребята молодцы.
Ryppka
30.05.2016 13:07Оценка энергопотребления мозга для прогнозирования восстановления мозга после тяжелых гипоксических эпизодов — это 70 годы прошлого века. Используемые методы либо сильно инвазивные, либо сильно косвенные. Новый метод, более прямой и неинвазивный, да. Но не простой и не дешевый. Может быть, более точный. Чего шумим?
DagothNik
«Практически ни один»… Пока есть это «практически» — есть надежда. А по этому сделать выбор легче не станет (отключать от систем жизнеобеспечения или нет). Как обычно, мы надеемся на лучшее. А вдруг выкарабкается?
alexkunin
Зато прогнозировать значительно легче, можно даже рассчитывать на высокую точность прогноза. «Вероятность выхода из комы вашего… больше 90%!» или «Надежды нет, только 5% возвращаются из такого состояния» — никакого фифти-фифти.
Bot_0002
Просто выборка слишком маленькая.
alexkunin
Ничего не знаю про медицинские исследования. А на скольких примерно человеках испытывается лекарство, прежде чем его выводят на рынок?
glushak
Все зависит от лекарства.
Но в среднем, если брать по минимуму, то в третьей фазе (считайте, почти завершающей) должно участвовать примерно 3000 пациентов. К тому же надо учитывать, что есть еще пациенты, которым плацебо дают.
alexkunin
Хм, ну, для полномасштабного исследования нужно проверить различные комбинации пола, возраста, расы (слыхал, есть отличия) и т.д. Скажем, с интервалом 5 лет — примерно 15 возрастов * 2 пола * 3 расы (белые, азиаты, афро) = 90. Делим 3000 / 90 = примерно 33 на комбинацию.
Утрирую, конечно. Но вообще думал, что больше 3-х тысяч…
glushak
Это minimum minimorum для исследования.
Конечно, метаболизм зависит и от пола, и от расы, и от тяжести заболевания.
Если хотите углубиться, есть замечательное пособие Fundamentals of Clinical Trials (можно легко скачать), там все расписано относительно подробно.
alexkunin
Не-не, не хочу, спасибо, не моя тема. :)
Но вот что подумал. Скажем, кандидатов на тесты нового лекарства от аллергии можно миллионами набирать. А вот таких вегетативных — может их не так и много? Через википедию нашел статью 2005-го года (http://www.jci.org/articles/view/25320), в которой упоминается примерно 15 000 пациентов в вегетативном состоянии (это про США на тот момент, причем говорят о трудностях с оценкой, может и больше). Если это реальные цифры, то выборка составляет порядка 0.5-1%, что уже вроде и не так мало.
Наверное, просто сложности (среди прочего) с самими пациентами. Нельзя дать объявление с телефоном и адресом, нужно самим искать, договариваться с родственниками и т.д.
glushak
Такие лекарства больше смахивают на orphan drugs, если спрашивать меня, а по отношению к ним нормы менее жесткие, потому что хотят, чтобы хоть как-то или что-то помогло.
DenimTornado
А тут ведь как у Праттчетта, вот те 5% в отдельно-взятой ситуации всё равно фифти-фифти, либо войдём в те 5, либо не войдём.