對於大多數人來說，意識和無意識之間的界限非常清晰。但是對於許多腦損傷患者來說，他們既不能說話也不能移動，這種差異可能更難發現。
神經科學家現在已經設計出一種單一的腦活動指標，可以幫助區分不同的意識狀態，並指導腦損傷患者的醫療治療。這項研究今天發表在《科學轉化醫學》雜誌上。
哈佛醫學院斯波爾丁康復醫院康復神經心理學主任 Joseph Giacino 說：“我們目前沒有任何其他方法能夠如此可靠地做到這一點。” “這是一項非常重要的研究。”
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該指標依賴於這樣一種觀點，即意識涉及大腦不同區域之間的廣泛交流，每個區域執行專門的功能。睡眠或麻醉期間或腦損傷導致的意識喪失可能是由於大腦區域彼此脫離造成的。
義大利米蘭大學的神經生理學家 Marcello Massimini 及其同事進行了最新的研究，他們發現對意識清醒的人的大腦進行電磁刺激會引發一系列活動，並在不同的大腦區域產生獨特的反應。然而，在無意識的人中，活動要麼無法擴散，要麼來自不同大腦區域的反應幾乎沒有變化。
在最新的研究中，研究人員提出了一種數學測量方法，用於量化對刺激（透過頭皮施加的輕微電磁脈衝）的反應的程度和豐富性。他們在 2005 年至 2009 年期間對義大利、比利時和美國的 52 人應用了這項技術。
隱藏的跡象
在健康的參與者中，該指標在清醒時很高，但在麻醉引起的無意識和某些睡眠階段下降了約一半。對於臨床診斷為植物人（清醒但無意識且無反應）的人來說，該指標也同樣低。對於被診斷為閉鎖綜合徵的兩名研究參與者（他們完全清醒但只能做出最小的反應），該指標很高。而被診斷為中間意識狀態的腦損傷患者則介於兩個極端之間。
Massimini 解釋說，這些區別可以幫助醫生確定何時以及如何積極地尋求不同的治療方案。該指標還可以用於監測治療效果。“這個數字告訴你大腦的狀況，”他說。
在研究過程中，沒有腦損傷患者康復，因此研究人員無法確定該指標的長期變化。但在一些健康的參與者中，該指標被用來跟蹤清醒和麻醉引起的不同程度的鎮靜之間的變化。Massimini 說，下一步將是在更長的時間內對更多受傷者嘗試該技術，以觀察該指標是否可以描繪意識的恢復情況。
加拿大倫敦西安大略大學的神經科學家 Adrian Owen 開創了使用功能性腦成像來診斷腦損傷患者意識水平的先河，但他的技術需要使用磁共振成像和患者的主動集中注意力。他說，Massimini 的方法更容易應用，並且不需要患者做任何事情。“這看起來非常令人興奮，”Owen 說。