重写大脑意识通路
这一发现将“改写神经解剖学教科书”,爱荷华大学神经学家Aaron Boes医学博士和他的同事们表明,丘脑并不是大脑通路中保持人类清醒和有意识的关键部分。
这一发现颠覆了几十年来的医学教条,该教条认为丘脑是信号的关键中继点,信号起源于脑干,终止于维持意识(清醒)的皮层。这项新研究于11月12日作为预印本在线发表在神经病学年鉴,提供了第一个来自人类的系统证据,质疑这一关键途径的路径。这项研究评估了丘脑中风患者,结果表明,即使丘脑大面积损伤,也不会严重损害意识。
“除了挑战一个持续了几十年的长期教条,这一发现真正令人兴奋的是,它对患者的临床护理有影响,”爱荷华州神经科学研究所成员、儿科和神经病学助理教授Boes说。bob电竞“基于旧的理解,人们试图刺激丘脑来治疗意识障碍,但没有取得多大成功。我们的研究结果表明,这是错误的目标,下丘脑或基底前脑是更好的目标。”
意识有两个主要元素——觉醒和觉知。这两种方法中最基本的一种是让大脑保持清醒状态,这是UI团队目前研究的重点。当这种基本功能丧失时,结果就是昏迷或失去意识。
清醒通路从脑干到丘脑再到皮层的观点来自20世纪40 -50年代的有影响力的研究,这些研究正确地确定了脑干是唤醒皮层的关键区域。研究人员认为,脑干的投影可能通过丘脑到达大脑皮层。因为脑干的证据非常有力,所以假设丘脑的证据也很有力。
尽管缺乏具体的证据,但这一途径随后成为学习神经解剖学的学生的教科书知识。然而,最近对动物的研究表明,丘脑可能不是这一途径的关键部分,这对该模型提出了挑战。
为了评估丘脑在人类唤醒神经回路中的作用,Boes和神经学助理教授Joel Geerling领导的UI团队进行了搜索医疗记录确定33名中风影响丘脑的患者。他们使用患者的核磁共振成像图像来精确绘制中风损伤的大脑区域,并评估每个患者在中风后12小时内的意识水平。
有4名患者的觉醒严重受损(昏迷或昏迷),他们的损伤都超出了丘脑,延伸到下丘脑和脑干。相比之下,没有一个纯粹局限于丘脑的损伤患者经历了严重的觉醒损伤(清醒)。
Boes说:“看起来维持意识最关键的途径是从脑干经过下丘脑和基底前脑进入皮层。”“我希望未来的研究将专注于这种新途径。我认为这可能会改变昏迷患者和其他意识障碍患者的管理。”
这项新研究是Boes和Geerling更大努力的一部分,他们研究维持意识的关键大脑通路。研究人员认为另一种途径(脑干来丘脑大脑皮层)可能在注意力和意识方面发挥更大的作用。
“我们研究的一个关键方面是确定人类大脑与包括小鼠在内的其他哺乳动物的基本神经科学发现之间的相似性,”Geerling说,他也是爱荷华州神经科学研究所的成员。“这意味着人类的觉醒可能来自一个具有与其他哺乳动物进化相同的基本布线原则的网络,这表明我们对小鼠或其他模型物种的这一网络的详细研究将有助于确定治疗人类的新方法病人。"
威尔康奈尔医学院的神经科学教授尼古拉斯·希夫(Nicholas Schiff)在一篇伴随的社论中表示,其他神经学家也认为这项研究很有说服力。Boes希望这可能意味着下一个版本的神经解剖学教科书解释的障碍意识将更新通路来解释新的发现。
他说:“通常这种变化需要数年时间,但我们希望这次可能会快得多。”