2022年9月2-4日，“第十四届中国睡眠研究会学术年会”在四川省成都市环球中心召开。会议上，首都医科大学附属北京天坛医院何江弘主任作出了“慢性意识障碍患者的睡眠特征研究”的主题报告。

        会议开始时，何主任先简单介绍了慢性意识障碍（DOC）的概念及其一般康复过程。脑损伤导致的昏迷（COMA），在接受治疗后一般会有四种结果：（1）完全康复。（2）闭锁综合症。(3)陷入意识障碍。（4）死亡。而从完全康复的结果情况分析，从昏迷到植物人状态（VS）、从植物人状态到最低限度意识状态（MCS）、从最低限度意识状态到恢复正常意识状态，每个阶段所需具备的条件和指标又都有所区别，具体情况如下图所示：

图1：慢性意识障碍及其相关恢复治疗过程

        同时，何主任指出，部分DOC（植物人）是有意识而且能够被检测出来的。在2005年到2019年间，许多学者在一些著名科学期刊（science、the New ENGLAND of MEDICINE 等）发表了自己的研究结果证实了这一论点。如何更准确地检测到植物人的意识活动，提高对植物人意识活动状态诊断的准确率是一个重要的科研课题。

       接着，何主任指出神经调控是认知和意识障碍的主要干预方法。神经调控是通过植入或非植入的神经控制器，以人工电信号替代或补充脑的自然电信号，调控神经元或神经网络兴奋性，恢复受损神经功能的技术。神经调控强调神经系统和人工系统的相互作用和结合，并使患者的功能恢复达到最大化。神经调控在神经细胞修复、有效控制并延缓疾病发展中有重要的治疗作用。神经调控非破坏性、可逆、可调节的特点，及在神经系统疾病中的良好治疗效果使得其治疗范围和适应证逐渐扩大。

图2：神经调控是认知和意识障碍的主要干预方法

       然后，何主任介绍了慢性意识障碍的诊断目标。意识障碍可以分为认知功能障碍和运动功能障碍两个方面。前者主要通过神经调控干预治疗，后者主要通过人机交互干预治疗。治疗过程可分为三部分：

1. 意识检测。手段有临床检查和多模态检测技术。
2. 意识提高。通过神经调控和系统化治疗。
3. 意识输出。通过人机交互和自主性功能的恢复。

       需要注意的是：一旦发现病人具有较高水平的意识活动。就不必继续使用电、磁刺激等来提高意识水平。而应把重点转入到加强运动功能或意识输出上，即验机接口及运动意图感知、外骨骼机器人等手段。这对于慢性意识障碍的诊断、治疗非常重要。

       何主任也简单介绍了一下他们的工作，主要包括三个部分：意识检测、多模式神经调控、人机交互/脑机接口。如下图所示。 紧接着，何主任介绍了睡眠和意识状态之间的交互关系。他指出：

1. 睡眠和意识有共同的解剖结构和功能网络。
2. NREM睡眠中的纺锤波，与脑回路发育和皮层成熟密切相关，也与学习和记忆密切相关。
3. SWS可能介导胶状淋巴功能，其中包括清除废物代谢物，修复在清醒时积累的DNA损伤，重新平衡整体突触强度和细胞稳态。
4. REM睡眠与白天记忆整合，及脑桥被盖功能完整性有关。
5. 睡眠障碍是脑损伤患者最常见的并发症之一。

图3：何主任团队工作介绍

      目前情况而言，几乎所有文献都支持睡眠和DOC患者的残余认知功能以及意识水平之间存在密切关系。而且MCS和VS/UWS患者的睡眠存在显著差异。在亚急性DOC患者中，睡眠模式的存在与更好预后有关，它可能表明清醒和认知所需的大脑结构更大程度的保留，或对睡眠（和意识）至关重要的结构/通路/回路更有恢复力。2020年欧洲指南上发表的一篇文章也指出：相较睡眠纺锤波。慢波睡眠或快速眼动睡眠可能对VS/UWS和MCS更为准确。建议将EEG作为多模态评估的一部分。

图4：睡眠结构与DOC患者意识状态之间的关系

        接下来，何主任给我们介绍了神经调控下的神经重塑训练。

        背景知识：近年来的研究显示，神经系统作为机体最重要的调节体系，在使机体不断适应内外环境的变化或受损时，其自身的结构和功能也不断地修饰和重组，保持着可调节或可塑的状态，表现为：①对特殊环境的适应②生理活动的训练与调制③组织损伤后的代偿、修复与重建。中枢神经系统的可塑性（plasticity）是指中枢神经系统在环境变化或受到损伤后，具有结构和功能发生变化，以进行主动适应的能力或潜力，其中神经元的可塑性是中枢神经系统可塑性的基础。

图5：神经调控下的神经重塑训练

       何主任指出一个比较重要的临床问题：不当的干预时机，得到的效果往往是适得其反的，如下图所示，若选择了不恰当的干预时机，检测到的患者EEG波形变化的不稳定性会增加。

图6：不当的干预时机可能会带来反效果

        随后，何主任又抛出了一些论点，分析了EEG睡眠特异波形以及预后的相关性。他认为，纺锤波形（spindle）在睡眠周期中的出现往往与预后较好有相联系。本人在其他文献中也了解到，纺锤波可以反映丘脑保留的功能完整性，睡眠纺锤波是健康人第二阶段睡眠的标志。一些研究表明，基于对创伤性脑损伤患者的临床观察，纺锤体似乎与皮质可塑性有关。在DOC患者中也观察到了类似的关系，其睡眠记录显示了纺锤波，保留了意识的迹象，并有更高的恢复机会。

图7：EEG睡眠特异波形及预后

     最后，何主任分享了几个他在研究中发现的特征：

（1）多神经元活动（MUA）的α能量与意识水平显著相关。将VS与MCS患者的检测数据对比观察得知，MCS患者的EEG中α波的能量明显比VS患者的要强。意识水平越高，其多神经元活动的α能量理论上会更强。

图8：多神经元活动的α能量与意识水平显著相关

（2）VS与MCS信号稳定性有显著差异。MCS患者的EEG睡眠波形变化比VS患者的要更具有稳定性，这也一定程度上反映了其意识活动的稳定性差异。

图9：VS与MCS信号稳定性有显著差异

（3）神经元放电与多神经元活动MUA同步的分析结果：γ、α波段预后状态好、术中MCS即时状态的同步性更高。

图10：γ、α波段预后状态好、术中MCS即时状态的同步性更高

最后，何主任介绍了可全导联EEG的脑调控手术，以及分析对比了四种不同意识状态下的特性，如下图所示：

图11：全导联EEG的脑调控手术及四种意识状态的区别

        何江弘，主任医师，研究生导师，中国医师协会神经修复学分会 意识障碍学组主任委员；中国神经科学学会意识与意识障碍分会副主任委员；中华医学会神经外科分会神经生理学组副组长；中国医师协会神经外科分会功能外科学组委员。擅长昏迷及植物状态促醒治疗。意识障碍患者隐匿意识的多模态检测与评定；外科促醒手术的效能评定与程控技术。近五年在慢性意识障碍领域以第一通讯作者发表SCI论文23篇。主持国家重点研发计划重点专项、国家自然基金面上项目等多项在研课题。

撰稿人：杨钲烺

审稿人：潘家辉