Теоретически обоснованный индекс сознания, независимый от сенсорной обработки и поведения

Одной из сложных задач клинической оценки пациентов с повреждением мозга, находящихся без сознания, является отсутствие объективной меры сознания, не зависящей от способности пациента взаимодействовать с внешней средой. Теоретические соображения предполагают, что сознание зависит от способности мозга поддерживать сложные паттерны активности, которые одновременно распределены между взаимодействующими корковыми областями (интегрированы) и дифференцированы в пространстве и времени (богаты информацией). Мы представляем и проверяем теоретически обоснованный индекс уровня сознания, называемый индексом пертурбационной сложности (perturbational complexity index, PCI). PCI рассчитывают путем (i) воздействия на кору транскраниальной магнитной стимуляцией (transcranial magnetic stimulation, TMS) для вовлечения распределенных взаимодействий в мозге (интеграции) и (ii) сжатия пространственно-временного паттерна вызванных этим электрокортикальных ответов для измерения их алгоритмической сложности (информации). Мы проверили PCI на большом наборе данных о вызванных TMS потенциалах, зарегистрированных у здоровых испытуемых во время бодрствования, сновидений, сна без быстрых движений глаз и различных уровней седации, вызванной анестетиками (мидазоламом, ксеноном и пропофолом), а также у пациентов, вышедших из комы (в вегетативном состоянии, состоянии минимального сознания и при синдроме запертого человека). PCI надежно различал уровень сознания у отдельных лиц во время бодрствования, сна и анестезии, а также у пациентов, вышедших из комы и восстановивших минимальный уровень сознания. PCI потенциально может использоваться для объективного определения уровня сознания у постели больного.