การวิจัยภาพสมองเผยให้เห็นการเชื่อมโยงที่สำคัญต่อจิตสำนึกของมนุษย์

ในรายงานเรื่อง "Multimodal MRI reveals brainstem connectivity that support wakefulness in humanconsciousness" ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science Translational Medicineทีมนักวิจัยจากโรงพยาบาล Massachusetts General และโรงพยาบาลเด็ก Boston ได้สร้างแผนที่การเชื่อมต่อของเครือข่ายสมองที่พวกเขาเชื่อว่ามีความสำคัญต่อจิตสำนึกของมนุษย์

การศึกษานี้ใช้การสแกนความละเอียดสูงที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถมองเห็นการเชื่อมต่อของสมองด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่ในระดับต่ำกว่ามิลลิเมตร ความก้าวหน้าทางเทคนิคนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถระบุเส้นทางที่ไม่เคยสังเกตเห็นมาก่อนซึ่งเชื่อมต่อก้านสมอง ทาลามัส ไฮโปทาลามัส สมองส่วนหน้าฐาน และเปลือกสมอง

เมื่อนำมารวมกัน เส้นทางเหล่านี้จะสร้าง "เครือข่ายการทำงานที่เพิ่มขึ้นตามค่าเริ่มต้น" ที่ช่วยรักษาความตื่นตัวในมนุษย์ที่ยังมีสติสัมปชัญญะ แนวคิดของเครือข่าย "ค่าเริ่มต้น" นั้นอิงจากแนวคิดที่ว่าเครือข่ายบางส่วนในสมองจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อสมองอยู่ในสภาวะพักผ่อน ในขณะที่เครือข่ายอื่นๆ จะทำงานได้มากขึ้นเมื่อสมองทำงานตามเป้าหมาย

นักวิจัยวิเคราะห์ข้อมูล MRI เชิงฟังก์ชันของสถานะพักผ่อน 7 เทสลาจากโครงการ Human Connectome เพื่อศึกษาคุณสมบัติการทำงานของเครือข่ายสมองเริ่มต้นนี้ การวิเคราะห์เหล่านี้เผยให้เห็นความเชื่อมโยงเชิงฟังก์ชันระหว่างเครือข่ายการทำงานแบบเริ่มต้นที่เพิ่มขึ้นของเปลือกสมองและเครือข่ายการทำงานแบบเริ่มต้นของเปลือกสมองที่ทำหน้าที่ควบคุมการรับรู้ตนเองขณะพักผ่อน

แผนที่การเชื่อมต่อเชิงโครงสร้างและการทำงานเสริมกันให้พื้นฐานทางกายวิภาคประสาทสำหรับการบูรณาการความตื่นตัวและการรับรู้ในจิตสำนึกของมนุษย์ นักวิจัยได้เผยแพร่ข้อมูลfMRIเทคนิคการทำแผนที่สมองและHarvard Atlas of the Ascending Activation Network ฉบับใหม่ เพื่อสนับสนุนความพยายามในอนาคตในการทำแผนที่การเชื่อมต่อของจิตสำนึกของมนุษย์

“เป้าหมายของเราคือการทำแผนที่เครือข่ายสมองของมนุษย์ซึ่งมีความสำคัญต่อจิตสำนึก และมอบเครื่องมือที่ดีกว่าให้กับแพทย์เพื่อตรวจจับ คาดการณ์ และส่งเสริมการฟื้นตัวของจิตสำนึกในผู้ป่วยที่มีอาการบาดเจ็บที่สมองอย่างรุนแรง” ดร. ไบรอัน เอ็ดโลว์ ผู้เขียนหลัก ซึ่งเป็นผู้อำนวยการร่วมของ Massachusetts General Hospital Neuroscience Center ผู้อำนวยการร่วมของ Center for Neurotechnology and Neurorestoration (CNTR) ที่ Massachusetts General Hospital ศาสตราจารย์ประจำภาควิชาประสาทวิทยาที่ Harvard Medical School และ Chen Research Fellow ประจำปี 2023-2028 ที่ Massachusetts General Hospital ให้คำอธิบาย

ดร.เอ็ดโลว์อธิบายว่า “ผลการเชื่อมต่อของเราบ่งชี้ว่าการกระตุ้นเส้นทางโดปามีนของบริเวณเทกเมนทัลด้านท้องมีศักยภาพที่จะช่วยให้ผู้ป่วยฟื้นจากอาการโคม่าได้ เนื่องจากฮับนี้เชื่อมต่อกับบริเวณสมองหลายส่วนที่สำคัญต่อจิตสำนึก”

ดร. ฮันนาห์ คินนีย์ ศาสตราจารย์กิตติคุณประจำโรงพยาบาลเด็กแห่งบอสตันและโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ด ซึ่งเป็นผู้เขียนอาวุโส กล่าวเสริมว่า “การเชื่อมโยงของสมองมนุษย์ที่เราพบสามารถใช้เป็นแผนที่นำทางเพื่อทำความเข้าใจความผิดปกติทางระบบประสาทที่หลากหลายที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของจิตสำนึก ตั้งแต่อาการโคม่าไปจนถึงอาการชักและโรคเสียชีวิตกะทันหันในทารก (SIDS) ได้ดีขึ้น”

ขณะนี้ผู้เขียนกำลังดำเนินการทดลองทางคลินิกเพื่อกระตุ้นเครือข่ายการเปิดใช้งานแบบเพิ่มขึ้นเริ่มต้นในผู้ป่วยอาการโคม่าจากการบาดเจ็บที่สมองเพื่อเปิดใช้งานเครือข่ายอีกครั้งและฟื้นคืนสติ