Исследователи проекта «Человеческий мозг» в Льежском университете соединили измерения мозговых волн, связанных с расстройствами сознания (DoC), с использованием глюкозы в определенных областях мозга, определив, где в мозгу могут генерироваться волны.
Исследование впервые добавляет измерение местоположения и потребления энергии к чтению мозговых волн в DoC и раскрывает важную роль подкорковых областей в управлении корковой активностью, связанной с сознанием. Результаты были опубликованы в журнале Cell Reports .
Активность мозга у здоровых людей и у пациентов с DoC (такими как кома и синдром невосприимчивого бодрствования) может быть изучена путем изучения типа мозговых волн, генерируемых с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ).
«На одном конце спектра у нас есть медленные, широкие волны активности, называемые дельта-волнами, в основном связанные с бессознательным состоянием, распространяющиеся по мозгу недифференцированным образом. На другом конце находятся альфа-волны, которые выше. частота и более локальные, которые мы связываем с сознанием и познанием, но также могут быть связаны с подавлением нерелевантной информации. Промежуточные тета-волны могут быть связаны с активностью, генерируемой поддерживающими сознание сетями, или с нейронами, функционирующими изолированно», — объясняет голландский исследователь Джикта. Аннен, член группы по изучению комы в Льежском университете, Бельгия.
«Однако они могут рассказать нам только половину истории: например, некоторые бессознательные пациенты все еще испытывают локализованные альфа-волны. Нам нужно изучить, где в мозгу генерируются эти волны, чтобы лучше понять основную причину дисфункции в конкретного пациента».
Исследователи использовали поглощение глюкозы , чтобы определить области, где генерируются мозговые волны: чем активнее определенная часть мозга, тем больше глюкозы она потребляет. «Мы используем глюкозо-позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) для анализа концентрации глюкозы в мозге, коррелируя ее с типом мозговых волн, обнаруженным с помощью ЭЭГ», — объясняет профессор Стивен Лорейс.
«Мы обнаружили, что потребление энергии в подкорковой области связано с производством более быстрых альфа-волн. Распределение тета-энергии в центральных областях мозга связано с его функционированием для достижения сознания».
Исследователи также обнаружили, что, хотя потребление глюкозы у здоровых пациентов в целом выше во время промежуточных волн и ниже во время альфа-волн , для пациентов с DoC верно обратное.
«Альфа-волны связаны с более высоким потреблением энергии у этих пациентов, что является признаком субоптимальной рабочей точки у пациентов с DoC, предполагая, что существует перевернутая U-образная связь между альфа-мощностью и функцией мозга, уравновешивая подавление и стимулирование нервной активности. » По словам исследователей, лучшее понимание электро-метаболизма мозга может помочь в выявлении нарушений в работе мозговых цепей, что приведет к лучшей диагностике и лечению.
