Zastosowanie EEG do diagnozy świadomości u pacjentów po ciężkich urazach mózgu

Zastosowanie EEG do diagnozy świadomości u pacjentów po ciężkich urazach mózgu

  • Kierownik projektu: dr Marek Binder, Uniwersytet Jagielloński
  • Tytuł projektu: Zastosowanie EEG do diagnozy świadomości u pacjentów po ciężkich urazach mózgu
  • Konkurs: OPUS 6, ogłoszony 15 września 2013 r.
  • Panel: HS6
Marek Binder w czepku do EEG, trzymający w rękach elektrody

Pacjentów z ciężkimi uszkodzeniami mózgu nazywa się często "pacjentami śpiączkowymi". Jednak ten powszechnie stosowany termin mieści w sobie tak naprawdę kilka odmiennych typów zaburzeń neurologicznych. To co je różni, to przede wszystkim zachowany poziom świadomości. W niektórych przypadkach pacjent może w pełni zdawać sobie sprawę z tego, co się wokół niego dzieje, ale wskutek uszkodzenia pnia mózgu dotknięty jest całkowitym paraliżem i niezdolny do komunikacji z otoczeniem. Niekiedy, przy rozległych uszkodzeniach kory mózgowej pacjenci zachowują świadomość, ale pojawia się ona i znika w sposób nieregularny. W jeszcze cięższych przypadkach uszkodzeń pacjenci mają otwarte oczy, ale rozmiar zniszczeń w tkance mózgowej jest tak duży, że ich stan nazywamy stanem przytomności, ale bez świadomości. Te wszystkie postaci zaburzeń bardzo trudno odróżnić od siebie na podstawie obserwacji pacjenta, bo w każdym z nich wydaje się on po prostu nie reagować na to, co dzieje się w jego otoczeniu. Dlatego szansą jest odwołanie się do metod, które nie będą poprzestawać na analizie zewnętrznych reakcji, ale dadzą możliwość bezpośredniej oceny tego, jak działa mózg osoby chorej. Jedną z nich jest elektroencefalografia (EEG), czyli technika pomiaru aktywności elektrycznej żyjącego mózgu.

Metody oceny stanu pacjenta przy pomocy EEG (oraz innych metod obrazowania mózgu), można podzielić na dwa podstawowe rodzaje. Każdy z nich opiera się na innych założeniach na temat związku świadomości z pracą mózgu. Oba z nich będą stosowane w finansowanym projekcie. W pierwszym podejściu – aktywnym – prosimy pacjenta o wykonanie czynności, która wymaga stanu świadomego, której nie da się wykonać w sposób automatyczny, odruchowy. Przykładem może być wykonanie celowego ruchu po usłyszeniu polecenia. Najczęściej niestety stan pacjenta nie pozwala na zaobserwowanie zauważalnego ruchu. Jednak dzięki EEG możliwe jest wykrycie specyficznego wzorca aktywności bioelektrycznej mózgu związanego z pojawieniem się intencji wykonania ruchu. W ramach projektu mój zespół będzie udoskonalał tę metodę przez dobór takiego rodzaju czynności, która będzie dawała najbardziej charakterystyczny i łatwy do wykrycia sygnał EEG. Drugie podejście opiera się na założeniu, że mózg świadomy to mózg, w którym funkcjonują połączenia pomiędzy jego odległymi obszarami. Metody oparte na takiej hipotezie, to metody pasywne, bo nie wymagające zaangażowania pacjenta. Tutaj procedura polega na wzbudzeniu aktywności neuronalnej za pomocą stymulacji zewnętrznej (na przykład dźwięków lub impulsów magnetycznych), a następnie przeanalizowaniu sposobu rozchodzenia się sygnału EEG w mózgu. Sposób tego rozchodzenia się, czy mówiąc technicznie – propagacji sygnału, może dostarczyć informacji na temat wewnętrznej struktury połączeń w mózgu. W projekcie będziemy zajmować się procedurą opartą na bodźcach dźwiękowych i sprawdzać, czy inne formy stymulacji (dotykowa i dźwiękowo-dotykowa) mogą zwiększyć czułość pomiarów.


dr Marek Binder

Marek Binder trzymający w rękach model ludzkiego mózgu

Pracuje jako adiunkt w Instytucie Psychologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Jest współtwórcą grupy badawczej C-LAB, skupiającej pracowników i doktorantów zainteresowanych naukowym badaniem świadomości. W swoich projektach wykorzystuje metody obrazowania mózgu EEG i fMRI. Dodatkowo zajmuje się tłumaczeniem anglojęzycznej literatury naukowej, a także we współpracy z czasopismem psychologicznym „Charaktery" popularyzacją wiedzy z zakresu nauk o układzie nerwowym.