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【交流】大脑回声可以显示知觉等级

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faria2008

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这个帖子发布于7年零190天前，其中的信息可能已发生改变或有所发展。

SCIENZA
20/08/2013
利用大脑回声可显示知觉等级

米兰大学的研究者收集到大脑受强磁场刺激后的应答数据，发现原来大脑可以像电脑一样压缩信息。
对于脑损伤的患者可以用特殊的标准衡量其感觉意识的程度，甚至是那些完全丧失与外界联系能力的情况下。米兰大学的这项研究成果被发表在《Science Translation Medicine》上。研究小组带头人Marcello Massimini说：“为了弄清患者的植物人状态是否只是表面状态，可以通过磁干扰造成刺激后收集患者的大脑反应信号来进行评价，这个过程使用的是一个类似计算机解压程序的工具。”
“打个极端一点儿的比方，这就好比是敲人的大脑，然后把回声收集起来的意思。在目前的临床实践中，神经外科医生仍旧还是采用诸如让病人‘握拳’或者‘眨眼’之类的指令，可是有的病人有知觉，但是却不能做相应的应答，很简单，那是因为他们对刺激不能反应，或者是因为他们已经处于完全的瘫痪状态。”
“为了解决这个问题，我们尝试着去测量这种知觉的能力，至少这是从理论的角度考虑，让大脑对知觉的反应以特殊的形式表现出来：大脑具有不可思议的组织信息的能力。”研究者将大脑受强磁场刺激后的反应信号压缩，这或多或少类似我们在e-mail里传照片之前所做的文件压缩。“研究的目的是要证明——越是有众多的信息被大脑综合处理，那么我们对这种刺激做出反应时也就越难。”
这个新的衡量知觉的标准被研究者应用到了生理学、药理学和病理学领域，针对那些意识减退、消失和再现等现象，例如清醒、深度睡眠、做梦状态、麻醉状态和复苏抢救等情况下的反应，所有实验对象当时都是在意识减退或者完全丧失的的状态下，大脑回声是很容易被压缩的，此类清形下，知觉虽有，但对刺激的反应却很复杂，所以不太容易“压缩”它们。为此研究者们首次借助从“有意识”到“无意识”的阶梯框架，制作了一个可靠的量化表，利用这个工具，对那些完全与外部世界隔绝的患者也可以进行知觉程度评估。
“除了具有临床的实际意义，这也是第一次提出了意识与大脑整合信息之间的关联，或者说对于大脑而言，单一的一个指令就可以包含数量惊人的信息。与其说这是罕见的，倒不如说这是人体特有的现象。”
原文：
http://www.lastampa.it/2013/08/20/scienza/leco-del-cervello-svela-il-livello-di-coscienza-yAzBsRRsDRFLQ2dAOjd57I/pagina.html

L’eco del cervello svela il livello
di coscienza

I ricercatori dell’università statale
di Milano hanno calcolato la risposta cerebrale a un forte stimolo magnetico, ?zippando? l’informazione come nel computer
MILANO
? possibile misurare oggettivamente, su una scala ad hoc, il livello di coscienza di un paziente con lesioni cerebrali. Anche quando sembra completamente ?disconnesso? dall’ambiente che lo circonda. La tecnica per riuscirci è descritta su ?Science Translational Medicine ? da un gruppo di ricercatori dell’università degli Studi di Milano, coordinati da Marcello Massimini: per capire se un malato in apparente stato vegetativo è cosciente, indica lo studio, è possibile calcolare la complessità della risposta cerebrale a una perturbazione magnetica, utilizzando un sistema che funziona come il programma di ?zip? del computer.
?In estrema sintesi, bussiamo sul cervello e misuriamo la complessità dell’eco che esso produce?, riassume Massimini, docente di neurofisiologia alla Statale meneghina. Oggi nella pratica clinica - ricordano gli esperti milanesi - si valuta il livello di coscienza di un paziente sulla base della sua capacità di reagire a stimoli e comandi come ?stringi il pugno?, oppure ?apri gli occhi?. Tuttavia, alcuni pazienti cerebrolesi sono coscienti ma incapaci di rispondere, semplicemente perché non sono in grado di elaborare gli stimoli o perché sono completamente paralizzati.
?Per affrontare questo problema - spiega Massimini - abbiamo cercato di misurare direttamente ciò che, almeno in teoria, rende il cervello così speciale per la coscienza: la sua incredibile capacità di integrare informazione?. In pratica, i ricercatori hanno compresso, o ?zippato?, l’informazione generata dall’intero cervello quando questo viene attivato da un forte stimolo magnetico, più o meno come vengono zippate le immagini digitali prima di essere inviate per e-mail. ?L’idea - precisa lo scienziato - è che più informazione il cervello genera come un tutto integrato, meno saremo in grado di comprimere le sue risposte a una perturbazione.
Questa nuova misura del livello di coscienza è stata messa alla prova dai ricercatori in diverse condizioni fisiologiche, farmacologiche e patologiche in cui la coscienza si riduce, scompare e riappare, come la veglia, il sonno profondo, il sogno, l’anestesia e il recupero dal coma. In tutti i casi in cui la coscienza era ridotta, o abolita - riferiscono dall’ateneo milanese - l’eco del cervello era facilmente comprimibile e in tutti i casi in cui la coscienza era presente le risposte erano complesse, e quindi difficili da ?zippare?. In questo modo, gli scienziati sono stati in grado di costruire, per la prima volta, una scala di misura affidabile lungo lo spettro che va dall’incoscienza alla coscienza. Una scala oggettiva che può essere utilizzata per rivelare la presenza di coscienza anche in pazienti che sono totalmente isolati dal mondo esterno.
?Al di là della loro importanza clinica - conclude Massimini - questi risultati confermano, per la prima volta, l’ipotesi che la coscienza ha che fare con la capacità del cervello di integrare informazione, ovvero con una quantità incredibile di informazione concentrata in un singolo oggetto. Una cosa più unica che rara nell’universo fisico?.

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2013-08-21 12:03 浏览 : 716 回复 : 0

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