溺水儿童的新希望

尽管脑损伤可能很严重,但最近的一项研究表明,涉及语言、情感和记忆的区域显然得以保留

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本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


康拉德 17 个月大的时候,他的祖父戴夫在德克萨斯州坦普尔的家中照顾他。两人在游泳池里玩耍后,进入室内休息。戴夫开始卸洗碗机里的盘子,没有注意到康拉德偷偷溜回了外面。

当他洗完盘子时,戴夫向窗外望去,注意到一些奇怪的事情。游泳池里有一个看起来像漂浮的衣物包裹。那是他的孙子。

幸运的是,康拉德对心肺复苏术 (CPR) 有反应,但尚不清楚他的肺部和大脑缺氧了多久。


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溺水是四岁以下儿童意外死亡的第二大常见原因。就像康拉德的情况一样,幸运的是,心肺复苏术非常成功,66% 的溺水儿童得以幸存。但是,即使复苏成功,大脑缺氧的几秒钟和几分钟也会付出巨大的代价。这种类型的损伤被称为缺氧性脑损伤。

缺氧性脑损伤是一个临床术语,表示由于缺氧而发生的大脑损伤。损伤的范围从完全恢复到轻微到广泛的脑损伤不等。在这个范围内,存在着被称为意识障碍的情况,损伤的程度与意识丧失成正比。

在溺水儿童的情况下,损伤通常被认为是广泛的。溺水儿童被贴上“最小意识”甚至“持续植物状态”(没有意识)的标签,并且普遍的医学预后是黯淡的:治疗和康复即使不是不可能,也很困难。

康拉德留下了严重的脑损伤。他昏迷不醒,几周都没有反应。从昏迷中醒来后,父母和医生努力理解康拉德大脑功能的哪个部分(如果有的话)仍然存在。

康拉德的母亲莉兹·图利斯德克萨斯大学圣安东尼奥分校健康科学中心解释说:“当康拉德从事故中幸存下来时,我没有得到太多的希望或指导;事实上,我被鼓励将康拉德送入机构。其他家庭被鼓励放弃治疗。”

一个复杂的问题是,很难理清哪些正常的“成人”大脑功能是因为损伤而丧失的,哪些仅仅是还没有“长大”——回想一下,康拉德在发生事故时还不到两岁。即使在事故发生之前,我们也不会期望他能跳房子或拼写。

康拉德的医生认为他的大脑严重受损,如果他有所好转,他可能只能通过口进食或做一些简单的动作,如翻身或抬起头。康拉德是否能够思考和推理并不在考虑之列。

康拉德的思考能力不确定,这反映了围绕内部精神状态的检测和预测的临床萎靡不振。这也反映了一个非常具体的临床限制:临床访谈需要运动。

无论是听你的心跳(收缩、放松、收缩、放松),观察你的呼吸进出,跟踪你的眼睛聚焦的方式,也许最重要的是,根据你所说的话评估你的精神和情感状态,临床医生的技能都取决于某种形式的运动。减去运动,临床医生就无法收集数据。

但是,如果病人不能移动怎么办?或者至少不能以有意义的方式移动?缺乏运动是否必然意味着缺乏思考?(Non moveo ergo non cogito ergo non sum?

随着时间的推移,康拉德重新获得了一些有限的移动能力——不是像跳房子那样协调、有目的的动作,而是扭动和蠕动的能力。他不会说话。根据所有外在的临床评估,他已经达到了他的“最佳治疗潜力”。

当他们的保险不再支付康拉德的物理治疗和治疗费用时,图利斯一家很幸运能够自费并坚持希望他们的宝宝继续好转。

莉兹感觉到康拉德“在那里”,并想弄清楚是否有证据表明这一点。她找到了德克萨斯大学圣安东尼奥分校健康科学中心研究影像研究所的神经学家和神经科学家彼得·福克斯博士,看看他是否能做些什么来帮助康拉德,也许是一些前卫的脑机接口可以改善他的状况。

福克斯博士说他不能提供任何治疗,但在现代脑成像方法的帮助下,他可以看到康拉德有哪些大脑系统是完好的。他提出要对溺水儿童进行缺氧性脑损伤的研究。在当时的研究生,目前在国家卫生研究院围产期研究分部的儿科神经科学家珍妮莎·曼宁博士的帮助下,他们开始窥视康拉德的大脑和另外9名溺水儿童的大脑。他们选择使用静息态功能磁共振成像(静息态 fMRI)。

静息态 fMRI 是研究这些儿童大脑功能的理想方法,因为它无需任务,这意味着每个孩子只需要在 MRI 扫描仪中保持静止即可。该方法捕获大脑在没有特定任务时的内在活动。静息态 fMRI 表明,服务于运动甚至认知功能(如语言、记忆和情感)的大脑网络在静息大脑中持续且动态地活跃。

他们研究的结果发表在2017 年 7 月 31 日的《人类大脑图谱》杂志上,表明缺氧性脑损伤儿童有很大的希望。脑损伤的模式不像之前认为的那样广泛,表明大脑功能水平更高。

在研究的十名儿童中,所有儿童的大脑深处重要的运动网络损伤最为严重。这解释了像康拉德这样的孩子缺乏有目的的运动。

此外,在所有十名儿童中,涉及语言、情感和记忆的大脑网络似乎都得到了保留。这意味着这些孩子即使缺乏协调运动而被贴上“最小意识”的标签,他们也清醒而警觉。莉兹是对的,康拉德“在那里”。

领导该项目的医学博士-博士生(和神经外科申请人)玛丽亚姆·伊沙克博士惊讶地发现,莉兹的临床印象与影像数据非常吻合。她回忆说,“一个孩子不会说话,也无法控制自己的动作。但他和我们进行了眼神交流。我可以看出,他很恼火我们把他吵醒了[他们在晚上扫描了这些孩子]。你可以看出他知道发生了什么。这太令人震惊了。”

似乎溺水导致了类似于局灶性中风而不是广泛性脑损伤的缺氧性脑损伤。这些儿童的临床状况更类似于闭锁综合征(其中一些患者有足够的意识来写一本书!),而不是大脑功能直线下降的持续植物状态。

“这是一种新的综合征,”福克斯博士对我说。“医学院没有教过……这项研究为功能性 MRI 提出了新的复杂性水平。我们开发了一种使用静息态 fMRI 来诊断个体患者的方法。我们希望这些结果将有助于将静息态 fMRI 和患者分析引入临床领域。”

这项令人兴奋的研究承诺的不是一种新的治疗方法,而是指导这些儿童进行不同治疗的方法。研究表明,在溺水后不久,儿童可以从神经保护剂甚至中风患者接受的类似疗法中获益。此外,它表明,在某些情况下,父母和医生有理由继续支持。

像康拉德这样的溺水儿童很可能“完全有意识”,能够思考和推理,能够理解社会情境、幽默和苏斯博士。

正如曼宁博士对我解释的那样,“如果这些孩子实际上被锁在里面,那么他们就是与患有脑瘫的儿童等类似脑损伤的更大群体的一部分。这为临床医生和教育工作者提供了机会,可以开发出在智力上挑战这些非常有意识的儿童的方法,只是以一种不同的方式。”

                                 

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