фНИРС при расстройствах сознания

Функциональная спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне (fNIRS) – это неинвазивный нейровизуализационный метод, измеряющий изменения оксигенированного (HbO) и деоксигенированного гемоглобина (HbR) в кортикальной ткани. Благодаря нейроваскулярному сопряжению (NVC), нейронная активность в определённых областях мозга связана с повышенными метаболическими потребностями и локальными изменениями мозгового кровотока, что приводит к измеримым сдвигам в концентрациях HbO и HbR. Эти изменения лежат в основе сигнала, зависимого от уровня оксигенации крови (BOLD), измеряемого при функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), и оптических сигналов, регистрируемых fNIRS.

Оценка уровня сознания у пациентов с тяжёлыми повреждениями мозга остаётся клинической проблемой. Стандартные оценки у постели больного в основном опираются на наблюдаемое поведение, такое как движения глаз, моторные реакции или вербальные ответы. Когда такое поведение нарушено из-за повреждения мозга, наблюдаемое поведение может не точно отражать сохранные когнитивные функции. Функциональные нейровизуализационные исследования показали, что некоторые люди с диагностированными расстройствами сознания (DoC) могут генерировать мозговые ответы во время когнитивных задач, даже при отсутствии поведенческих реакций. Однако многие методы нейровизуализации, особенно фМРТ, трудно применять у критически больных пациентов, поскольку они требуют специализированных условий и транспортировки пациента за пределы отделения интенсивной терапии. fNIRS предоставляет портативный метод для измерения гемодинамических ответов, связанных с нейронной активностью, непосредственно у постели больного, что делает его потенциально пригодным для использования в нейрореанимационном отделении.

Данное исследование является нетерапевтическим наблюдательным пилотным исследованием, предназначенным для оценки ответов сигнала fNIRS и возможности внедрения структурированной когнитивной парадигмы во время мониторинга у постели больного. Исследование проводится в два этапа.

На первом этапе протокол применяется к здоровым взрослым участникам для характеристики величины и воспроизводимости ответов fNIRS во время серии сенсорных и когнитивных парадигм. Эти данные устанавливают базовые паттерны ответов и помогают определить условия задач, которые производят надёжные гемодинамические сигналы.

На втором этапе усовершенствованный протокол применяется к пациентам с DoC в нейрореанимационном отделении для оценки осуществимости и получения предварительных наблюдений за кортикальными гемодинамическими ответами в этой популяции.

Во время мониторинга fNIRS участники подвергаются серии парадигм, разработанных для задействования различных уровней сенсорной и когнитивной обработки. К ним относятся соматосенсорная стимуляция, задачи на слуховую обработку, семантическая обработка языка, образы пространственной навигации и моторные образы. Задачи представлены в блочном дизайне с чередующимися периодами задачи и отдыха, чтобы позволить детектировать гемодинамические изменения, связанные с нейронной активацией.

Цель этого пилотного исследования – определить, может ли мониторинг fNIRS у постели больного производить надёжные гемодинамические сигналы во время этих парадигм и может ли протокол быть осуществимо внедрён в условиях нейрореанимационного отделения. Результаты этого исследования предоставят предварительные данные для информирования будущих исследований объективных методов оценки мозговой активности у пациентов с DoC.