中新網(wǎng)上海5月26日電 (鄭瑩瑩 李姝徵)中國科研人員的一項(xiàng)最新研究把語言加工能力作為指標(biāo)，結(jié)合相關(guān)神經(jīng)表征與機(jī)器學(xué)習(xí)方法，來判斷“植物人”殘存的意識(shí)水平，為患者的臨床診療提供新參考。

研究者結(jié)合多層級(jí)語言序列范式和頭皮高密度腦電記錄，幫助臨床醫(yī)生對(duì)意識(shí)障礙患者的意識(shí)水平進(jìn)行診斷和預(yù)后判斷。　中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心 供圖

這項(xiàng)研究由中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的王立平研究組與復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院的毛穎/吳雪海團(tuán)隊(duì)合作完成，相關(guān)研究論文以《探索意識(shí)障礙患者層級(jí)語言加工》為題，于北京時(shí)間5月25日深夜在國際學(xué)術(shù)期刊《自然-神經(jīng)科學(xué)》上在線發(fā)表。

科研人員介紹，每年中國有近10萬患者因顱腦外傷、腦卒中、缺血缺氧性腦病等疾病陷入昏迷，繼而進(jìn)入長期的意識(shí)障礙狀態(tài)，即傳統(tǒng)意義上的“植物人”狀態(tài)。意識(shí)障礙患者中，以無反應(yīng)覺醒綜合征和最小意識(shí)狀態(tài)兩類最為常見;相較于無反應(yīng)覺醒綜合征患者，最小意識(shí)狀態(tài)患者的殘存意識(shí)水平更高，康復(fù)可能性也更高。然而，現(xiàn)階段對(duì)患者的狀態(tài)鑒定主要依賴于有經(jīng)驗(yàn)醫(yī)生的觀察和量表評(píng)分，具有一定的主觀性，誤診率頗高。

該項(xiàng)研究利用了簡便易行、適用面廣的床旁腦電記錄手段，采集了無反應(yīng)覺醒綜合征和最小意識(shí)狀態(tài)患者在接受到多層級(jí)語音刺激時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)，并與健康人進(jìn)行了對(duì)比。其結(jié)果顯示，當(dāng)聽到含有字、詞、句結(jié)構(gòu)等語音序列時(shí)，患者組和健康被試組均表現(xiàn)出了對(duì)字層級(jí)結(jié)構(gòu)的顯著神經(jīng)響應(yīng)，但僅健康被試組的腦電活動(dòng)顯著體現(xiàn)出對(duì)詞和句子結(jié)構(gòu)的追蹤。在個(gè)體分析中，研究人員發(fā)現(xiàn)15名患者表現(xiàn)出對(duì)詞和句子結(jié)構(gòu)追蹤的神經(jīng)活動(dòng)，其中6名患者在腦電記錄的100天后表現(xiàn)出明顯的意識(shí)水平康復(fù)。在處理多層級(jí)語言序列時(shí)，健康被試組更多地表現(xiàn)出了與高級(jí)認(rèn)知加工相關(guān)的腦電微狀態(tài)，而患者組與感覺信息處理相關(guān)的腦電微狀態(tài)的出現(xiàn)概率更高。

研究人員表示，綜合利用上述語言范式下的“追蹤”反應(yīng)和腦電微狀態(tài)等神經(jīng)活動(dòng)指標(biāo)建立的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測患者個(gè)體在腦電記錄100天后的康復(fù)情況。研究組進(jìn)一步引入新一批患者數(shù)據(jù)對(duì)該模型進(jìn)行預(yù)測功能的泛化驗(yàn)證，成功復(fù)現(xiàn)了準(zhǔn)確的分類和預(yù)測效果。

研究團(tuán)隊(duì)表示，將在今后的研究中進(jìn)一步提高研究結(jié)果的臨床效果、適應(yīng)面和自動(dòng)化程度。(完)