Assessment of consciousness following severe brain-injury is challenging. Our hypothesis is that electroencephalography (EEG) can provide information on awareness, in terms of oscillatory activity and network task–related modifications, in people with disorders of consciousness. Similar results were obtained with neuroimaging techniques; we aim at demonstrating the use of EEG, which is low cost and routinely implemented, to the same goal. Nineteen-channel EEG was recorded in 7 persons with unresponsive wakefulness syndrome (UWS) and in 10 healthy subjects during the execution of active (attempted movement) and passive motor tasks as well as 2 mental imagery tasks. Event-related synchronization/desynchronization (ERS/ERD), coherence and network parameters were calculated in delta (1-4 Hz), theta (4-8 Hz), alpha1 (8-10 Hz), alpha2 (10-12 Hz), and beta (13-30 Hz) ranges. In UWS subjects, passive movement induced a weak alpha2 ERD over contralateral sensorimotor area. During motor imagery, ERD was detected over the frontal and motor contralateral brain areas; during spatial imagery, ERS in lower alpha band over the right temporo-parietal regions was missing. In UWS, functional connectivity provided evidence of network disruption and isolation of the motor areas, which cannot dialog with adjacent network nodes, likely suggesting a diffuse structural alteration. Our findings suggest that people with a clinical diagnosis of UWS were able to modulate their brain activity when prompted to perform movement tasks and thus suggest EEG as a potential tool to support diagnosis of disorders of consciousness.

中文翻译：

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脑电图识别无反应清醒综合征中的尝试运动

严重脑损伤后的意识评估具有挑战性。我们的假设是，脑电图 (EEG) 可以提供意识障碍患者的意识信息，包括振荡活动和与网络任务相关的修改。使用神经影像技术也获得了类似的结果；我们的目标是展示 EEG 的使用，它是低成本且常规实施的，以实现相同的目标。在执行主动（尝试运动）和被动运动任务以及 2 项心理意象任务期间，7 名患有无反应性觉醒综合征 (UWS) 的人和 10 名健康受试者记录了 19 通道 EEG。事件相关的同步/去同步 (ERS/ERD)、相干性和网络参数以 delta (1-4 Hz)、theta (4-8 Hz)、alpha1 (8-10 Hz)、alpha2 (10-12 Hz) 计算, 和 beta (13-30 Hz) 范围。在 UWS 科目中，被动运动在对侧感觉运动区引起弱 alpha2 ERD。在运动想象过程中，在额叶和运动对侧脑区检测到 ERD；在空间成像过程中，右侧颞顶叶区域的低阿尔法波段 ERS ​​缺失。在 UWS 中，功能连接提供了网络中断和运动区域隔离的证据，这些区域无法与相邻的网络节点对话，这可能表明存在弥漫性结构改变。我们的研究结果表明，临床诊断为 UWS 的人在被提示执行运动任务时能够调节他们的大脑活动，因此建议 EEG 作为支持诊断意识障碍的潜在工具。被动运动在对侧感觉运动区引起弱α2 ERD。在运动想象过程中，在额叶和运动对侧脑区检测到 ERD；在空间成像过程中，右侧颞顶叶区域的低阿尔法波段 ERS ​​缺失。在 UWS 中，功能连接提供了网络中断和运动区域隔离的证据，这些区域无法与相邻的网络节点对话，这可能表明存在弥漫性结构改变。我们的研究结果表明，临床诊断为 UWS 的人在被提示执行运动任务时能够调节他们的大脑活动，因此建议 EEG 作为支持诊断意识障碍的潜在工具。被动运动在对侧感觉运动区引起弱α2 ERD。在运动想象过程中，在额叶和运动对侧脑区检测到 ERD；在空间成像过程中，右侧颞顶叶区域的低阿尔法波段 ERS ​​缺失。在 UWS 中，功能连接提供了网络中断和运动区域隔离的证据，这些区域无法与相邻的网络节点对话，这可能表明存在弥漫性结构改变。我们的研究结果表明，临床诊断为 UWS 的人在被提示执行运动任务时能够调节他们的大脑活动，因此建议 EEG 作为支持诊断意识障碍的潜在工具。在空间成像过程中，右侧颞顶叶区域的低阿尔法波段 ERS ​​缺失。在 UWS 中，功能连接提供了网络中断和运动区域隔离的证据，这些区域无法与相邻的网络节点对话，这可能表明存在弥漫性结构改变。我们的研究结果表明，临床诊断为 UWS 的人在被提示执行运动任务时能够调节他们的大脑活动，因此建议 EEG 作为支持诊断意识障碍的潜在工具。在空间成像过程中，右侧颞顶叶区域的低阿尔法波段 ERS ​​缺失。在 UWS 中，功能连接提供了网络中断和运动区域隔离的证据，这些区域无法与相邻的网络节点对话，这可能表明存在弥漫性结构改变。我们的研究结果表明，临床诊断为 UWS 的人在被提示执行运动任务时能够调节他们的大脑活动，因此建议 EEG 作为支持诊断意识障碍的潜在工具。