每年我國有近10萬患者進入“植物人”狀态，究竟其中哪些病人複蘇可能性更大？目前使用的傳統方法誤診率高達40%。最近，上海科學家與醫生團隊聯手，找到了一種新方法，可以利用患者的殘存意識對語言的反應，通過追蹤他們的腦電活動，更準确地預測患者個體在腦電記錄100天後的康複狀況，正确率達到80%。

昨天，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）、中國科學院靈長類神經生物學重點實驗室王立平研究組與複旦大學附屬華山醫院神經外科毛穎/吳雪海團隊在《自然-神經科學》期刊在線發表了題為《探索意識障礙患者層級語言加工》的合作研究論文。

研究者結合多層級語言序列範式和頭皮高密度腦電記錄，幫助臨床醫生對意識障礙患者的意識水平進行診斷和預後判斷

每年我國有近10萬患者因顱腦外傷、腦卒中、缺血缺氧性腦病等病陷入昏迷，繼而進入長期的意識障礙狀态，即傳統意義上的“植物人”狀态，長期治療給家庭和社會都帶來了巨大的壓力。

意識障礙患者中，以無反應覺醒綜合征（UWS）和最小意識狀态（MCS）兩類最為常見。相較于無反應覺醒綜合征患者，最小意識狀态患者的殘存意識水平更高，康複可能性也更高。

然而，現階段對患者的狀态鑒定依賴于有經驗醫生的觀察和量表評分，具有一定的主觀性，誤診率高達40%。近年來有研究者利用腦電或磁共振成像記錄患者的腦活動，進而推測其意識障礙程度，但範式較為局限，神經指标也較為匮乏，準确性仍有一定的提升空間。

因此，将語言加工這一大腦高級認知功能與意識狀态相結合的研究，一方面對于研究大腦在不同意識狀态下處理語言加工的能力及神經機制有着重要的科學價值，另一方面，将語言加工能力做為大腦認知能力指标來判斷患者殘存的意識水平，對于意識障礙患者狀态診斷和康複預測有着極其重要的臨床價值和社會意義。

本研究合作者丁鼐研究員在以往的工作中發現，當健康人聆聽按一定頻率呈現的漢語語音序列時，大腦會以對應節律的神經振蕩并行表征序列中不同層級的語言結構（字、詞及句子/短語；圖2a）。如，當以4字/秒的速度連續播放如“小馬過河”的4字句子，大腦會追蹤其中的字（“小”、“馬”、“過”、“河”；出現頻率為4Hz）、詞（“小馬”、“過河”；出現頻率為2Hz）和句（“小馬過河”；出現頻率為1Hz）結構，并在腦磁或腦電等神經信号上得以體現。相應的，如果呈現的是“高學山跑”這樣不存在詞和句結構的4字語音序列，則隻能觀察到與字結構出現頻率對應的神經信号。

研究流程。a）多層級語言序列範式和語言層級追蹤相關神經反應的示意圖。b）腦電微狀态示意圖。c）利用多層級語言序列範式下的語言層級追蹤相關神經反應及腦電微狀态指标，對意識障礙患者的意識水平進行判斷并預測康複。

經過反複多次設計與實驗，科研人員發現，綜合利用不同語言範式下的腦電指标建立的機器學習模型，不僅在診斷上顯著優于基于行為學量表的臨床評估，而且可以更準确地預測患者個體在腦電記錄100天後的康複，正确率達到80%。

研究團隊将在今後的研究中進一步優化測試方案，最終為研究意識障礙的神經機制、意識活動的神經表征，以及在意識障礙患者上開展相關科學研究提供實驗依據和理論基礎。