中國用AI揭秘大腦“甦醒”密碼

“植物人”有望被叫醒？

阿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，嚴重患者俗稱為“植物人”。這類疾病的病因極其複雜，患者預後差異巨大。對此，科學界一直在追問：如此異質性的疾病背後，是否存在統一的恢復機制？最近，科學家在這個問題上取得了新的突破。

中國科學院自動化研究所（自動化所）日前向媒體發佈信息說，中國科學家領銜的國際合作團隊，最近通過記錄並分析不同年齡、不同病因、不同嚴重程度的意識障礙患者大腦活動模式與他們意識恢復之間的關係，成功揭示出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了關鍵證據。

這項重要神經科學研究成果論文近日在國際學術期刊《自然——通訊》發表。

論文第一作者、中國科學院自動化所博士研究生張浩然介紹說，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，特別嚴重者俗稱“植物人”。其病因極其複雜，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。長期以來，科學界一直在探索如此異質性的疾病背後是否存在統一的恢復機制，這對尋找更加有效的治療手段具有關鍵意義。

為此，研究團隊通過分析廿三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。他們從三十四個電生理特徵中，篩選出四個關鍵特徵，特別是四至八赫茲的神經振蕩（Theta節律）的強度和穩定性，構建出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。這一發現表明，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，並識別出三種意識障礙的恢復類型。

論文共同通訊作者、中國科學院自動化所研究員余山指出，這次研究通過構建神經網絡模型，模擬意識損傷與恢復的腦網絡活動，深入探索意識恢復的神經機制，發現意識恢復可能存在兩條不同的神經動力學路徑。雖然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。

這既為國際主流的“ABCD”意識分級理論提供關鍵證據，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新見解。

論文共同通訊作者、首都醫科大學附屬北京天壇醫院主任醫師何江弘表示，此次研究架起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恢復找到統一的度量標準，更為發展臨床個體化治療策略提供科學依據。

水 登