Dans une étude récente publiée dans PNASles chercheurs ont examiné l’activité neuronale du cerveau humain mourant avant et après l’arrêt clinique de l’aide ventilatoire pour déterminer si le processus de la mort peut engager le cerveau humain.
Étude: Augmentation du couplage neurophysiologique et de la connectivité des oscillations gamma dans le cerveau humain mourant. Crédit d’image : Piyaphat_Detbun/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Les expériences de mort imminente (NDE) contredisent biologiquement notre compréhension fondamentale du cerveau mourant, qui est supposé non fonctionnel dans de telles circonstances. Cependant, des études animales d’arrêts respiratoires et cardiaques ont rapporté des résultats contradictoires.
Les auteurs ont précédemment démontré que l’arrêt brutal de la fonction circulatoire et/ou l’hypoxie aiguë augmentait l’activité gamma (γ) chez les animaux sains, avec des connexions dirigées et fonctionnelles améliorées dans les oscillations.
L’élévation des oscillations de type haute fréquence, une mesure possible de la conscience, a été observée chez des personnes gravement malades.
Cependant, la fonction cérébrale pendant un arrêt cardiaque n’est pas complètement comprise. Alors que la perte de conscience manifeste est toujours associée à un arrêt cardiaque, on ne sait pas si les patients peuvent avoir une conscience secrète en mourant.
À propos de l’étude
Dans la présente étude rétrospective, les chercheurs ont étudié les corrélats neuronaux chez les humains mourants qui pourraient être responsables des perceptions subjectives rapportées par les EMI.
L’étude a inclus quatre patients comateux et mourants admis à l’unité de soins neuro-intensifs (USIN) de l’Université du Michigan à partir de 2014 qui ont subi des évaluations par électroencéphalogramme (EEG) pour l’anoxie associée à un arrêt cardiovasculaire et de vastes zones hémorragiques dans le cerveau.
Les patients n’ont montré aucun signe de conscience manifeste ou de comportement volontaire le dernier jour de leur vie, comme l’indiquent leurs scores sur l’échelle de coma de Glasgow.
Pour mesurer l’activité fonctionnelle du cerveau au moment de l’arrêt cardiaque, les signaux EEG obtenus avant et après l’arrêt de l’assistance ventilatoire ont été analysés. En particulier pour les caractéristiques suivantes : (i) couplage phase-amplitude (PAC) local et à longue portée entre les oscillations basse et haute fréquence ; (ii) dynamique temporelle de la puissance EEG ; et (iii) une connectivité corticale dirigée et fonctionnelle à différentes fréquences, y compris les oscillations thêta, alpha (α) et bêta (β).
De plus, les signaux d’électrocardiogramme (ECG) des quatre patients ont été évalués. Avant l’évaluation EEG, les étapes de la mort ont été classées en fonction des caractéristiques EEG et ECG.
Le stade 1 (S1, ligne de base) représentait les dernières heures de vie sous ventilation ; S2 représentait la période entre l’arrêt du ventilateur et les résultats EEG fortement supprimés chez les patients ; et l’extrémité S3 a été décrite à l’aide des caractéristiques ECG de la méthode électrocardiomatrix (ECM) du laboratoire Borjigin.
Résultats
L’hypoxie globale résultant du retrait de l’assistance respiratoire a stimulé de manière marquée, rapide et transitoire les activités γ (> 25 Hz) chez deux patients (Pt1 et Pt3) ayant des antécédents de convulsions, comme en témoigne une augmentation de la puissance électroencéphalographique absolue dans les bandes de fréquences γ.
La surtension était à la fois locale, au sein de la jonction temporale-pariétale-occipitale (TPO), et globale, entre les zones temporales, occipitales et préfrontales du côté controlatéral. De plus, l’équipe a observé une augmentation du couplage de type inter-fréquence entre les oscillations γ et les oscillations à vitesse lente (inférieures à 25,0 Hz) et une liaison de type dirigée et fonctionnelle améliorée dans les bandes γ entre les hémisphères droit et gauche du cerveau. .
Des mouvements oscillatoires à haute fréquence se produisaient en parallèle avec l’activation interrégionale β/γ (crPAC) dans le cortex postérieur avec des oscillations plus lentes dans le cortex préfrontal.
Notamment, les deux patients ont montré des surtensions de types de connectivités dirigées et fonctionnelles à plusieurs bandes de fréquences (entre 25 et 150 Hz) dans la «zone chaude» du cortex postérieur, un site critique pour le traitement de type conscient. L’activité γ a encore augmenté avec l’aggravation des conditions cardiaques chez les patients.
À l’approche de la mort, des augmentations de la PAC des oscillations γ, de la crPAC et de la synchronie γ dans les zones chaudes situées en arrière ont été observées. De plus, la synchronisation γ à longue portée entre les zones chaudes postérieures et les lobes frontaux a également augmenté.
Après l’activation γ locale rapide dans les zones temporo-pariétales-occipitales postérieures, les communications globales, à longue distance et inter-hémisphériques dans les mouvements oscillatoires γ entre les régions préfrontales et les zones temporo-pariétales-occipitales ont été observées chez l’humain mourant. cerveau.
Les cortex somatosensoriels (SSC) ont répondu au plus tôt aux conditions hypoxiques, comme indiqué par une augmentation instantanée de la puissance γ dans les cortex somatosensoriels au cours de S2.
Couplage de type interrégional entre les mouvements oscillatoires γ dans les cortex et les mouvements oscillatoires β dans les zones préfrontale, dorsolatérale du cortex préfrontal (DLPFC) et ventrolatérale du cortex préfrontal (VLPFC).
Une diminution de la fréquence cardiaque a encore amélioré le PAC β-γ dans les SSC du côté gauche, et les mouvements oscillatoires γ dans ceux du côté droit ont montré un couplage accru de type interrégional avec des oscillations β dans les régions préfrontales.
Les résultats ont lié la régulation homéostatique centralisée de la respiration à l’activation corticale cérébrale proche de la mort et sont concordants avec l’implication probable des circuits d’homéostasie dans la conscience animale et humaine.
Des élévations de la fréquence cardiaque, probablement dues à une augmentation de l’activité sympathique pendant S2 après le retrait du ventilateur, n’ont été observées que chez deux individus présentant une augmentation de l’activité γ pendant le processus de mort.
Les résultats ont indiqué que l’activation corticale accrue pendant le processus de mort pourrait être régulée par le système nerveux autonome (ANS). L’activation de l’hémisphère droit du cerveau principalement observée après l’hypoxie pendant S2 a indiqué que les fonctions β/γ PAC activées pourraient être d’origine sympathique.
Les résultats ont fourni une signature EEG potentielle de l’expérience hors du corps (OBE), une composante commune des EMI. La montée en puissance de la puissance γ dans les régions VLPFC au cours de la phase de mort précoce était surprenante et pourrait être due à une contamination par électromyographie (EMG) dans les données EEG.
Conclusion
Les résultats de l’étude ont montré que le cerveau humain mourant pouvait être activé, comme en témoigne l’augmentation du couplage neurophysiologique et la connexion fonctionnelle et dirigée des oscillations γ.
Cependant, il n’était pas clair si l’activation de la zone chaude était associée à une expérience subjective ; la poussée pourrait être épiphénoménale ou pathologique.
