Ένας νέος αλγόριθμος βαθιάς μάθησης είναι σε θέση να ποσοτικοποιήσει ταυτόχρονα τη διέγερση και την επίγνωση στον άνθρωπο
Μία έρευνα που υποστηρίζεται από τα χρηματοδοτούμενα από την ΕΕ έργα HBP SGA3 και DoCMA, προσφέρει στους επιστήμονες μια νέα ματιά στην την ανθρώπινη συνείδηση. Η ερευνητική ομάδα από τα πανεπιστήμια της Κορέας και της Λιέγης (με επικεφαλής το πρώτο) ανέπτυξε έναν δείκτη με το όνομα Explainable Consciousness Indicator (ECI) για να εξερευνήσει τα διαφορετικά κομμάτια που αποτελούν την ανθρώπινη συνείδηση. Τα ευρήματά έχουν δημοσιευτεί στό Nature Communications.
Η συνείδηση θα μπορούσε να περιγραφεί από τα δύο συστατικά της: την διέγερση (δηλαδή εγρήγορση) και την επίγνωση.Το άνοιγμα των ματιών μας καταδεικνύει κατάσταση εγρήγορσης ενώ η ικανότητα να αντιλαμβανόμαστε διαφορές ή να ακολουθούμε οδηγίες μαρτυρά επίγνωση. Κάτω από διαφορετικές συνθήκες —ύπνος με ή χωρίς όνειρα, αναισθησία και σοβαροί εγκεφαλικοί τραυματισμοί— εμφανίζονται διαφορετικά επίπεδα συνείδησης. Μέχρι τώρα, δεν είχαν αναφερθεί συστήματα μέτρησης ικανά να ποσοτικοποιήσουν τα δύο συστατικά της συνείδησης.
Ένα αξιόπιστο μέτρο συνείδησης
Το ECI που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές χρησιμοποιεί βαθιά μάθηση για να είναι σε θέση διακρίνει τις καταστάσεις εγρήγορσης και επίγνωσης κάτω από φυσιολογικές, φαρμακολογικές και παθολογικές συνθήκες. Η ομάδα ανέλυσε την εγκεφαλική δραστηριότητα 6 υγιών συμμετεχόντων κατά τη διάρκεια του ύπνου, 16 υγιών συμμετεχόντων υπό αναισθησία που προκαλείται από κεταμίνη, προποφόλη ή ξένον και 34 συμμετεχόντων που ήταν σε κώμα ως αποτέλεσμα σοβαρής εγκεφαλικής βλάβης.
Η μελέτη έδειξε ότι η προκαλούμενη από κεταμίνη αναισθησία και ο ύπνος με γρήγορη κίνηση των ματιών (rapid eye movement ή REM – κατά την διάρκεια του οποίου δημιουργούνται τα περισσότερα όνειρά μας) που εμφανίζουν χαμηλή εγρήγορση και υψηλή επίγνωση διαφέρουν σαφώς από άλλες καταστάσεις. Επιπλέον, βρέθηκε ότι οι βρεγματικές περιοχές του εγκεφάλου είναι οι πλεόν σχετικές για τη μέτρηση της εγρήγορσης και της επίγνωσης σε καταστάσεις συνείδησης που έχουν υποστεί αλλαγές.
Οι συγγραφείς της μελέτης περιγράφουν τον δείκτη ως «αξιόπιστο εργαλείο διάκρισης και πολύτιμο ως αντικειμενικό μέτρο της συνείδησης.» Η δημοσίευση μας παρουσιάζει «την πρώτη, παγκοσμίως, τεχνολογία η οποία ποσοτικοποιεί ταυτόχρονα τη διέγερση και την ευαισθητοποίηση», δηλώνει ο Καθηγητής Seong-Whan Lee του Τμήματος Τεχνητής Νοημοσύνης του Πανεπιστημίου της Κορέας, ένας από τους κύριους συγγραφείς της μελέτης.
Το ECI έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει την κλινική φροντίδα ασθενών κάτω από διάφορες συνθήκες, όπως η παρακολούθηση προκαλούμενης αναισθησίας κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων και η διάγνωση ασθενών σε κώμα σε εμμένουσα φυτική κατάσταση.
Σύμφωνα με την βασική συν-συγγραφέα Dr. Olivia Gosseries, η οποία συνδιευθύνει το Coma Science Group στο Πανεπιστήμιο της Λιέγης, «χρειαζόμαστε μελλοντικές μελέτες ώστε να μπορέσουμε να εφαρμόσουμε αυτόν τον νέο δείκτη στην κλινική ρουτίνα και να φτάσουμε, ακόμη στο σημείο, να αναπτύξουμε ένα online εργαλείο “πραγματικού χρόνου” που θα εφαρμοστεί στα νοσοκομεία, τις χειρουργικές αίθουσες και τις μονάδες εντατικής θεραπείας μας.»
Το HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) αποτελεί την τελευταία από τις τέσσερις φάσεις του σχεδιασμού Human Brain Project. «Αυτή η γόνιμη διεθνής συνεργασία μεταξύ των συνεργατών της HBP, αποτυπώνει την αποτελεσματικότητα των εργαλείων της πλατφόρμας ανταλλαγής δεδομένων EBRAINS για μεγάλα σετ νευροαπεικόνισης», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης και επικεφαλής της Coma Science Group, καθηγητής Steven Laureys από το Πανεπιστήμιο της Λιέγης. Το πρότζεκτ DoCMA, σκοπός του οποίου είναι η είναι η ενίσχυση της διεθνούς έρευνας για τις διαταραχές της συνείδησης (Disorders of Consciousness – DoC) τελειώνει τον Ιανουάριο του 2023.
Πηγή: https://neurosciencenews.com/
