Коронавирус и мозг: диагностика и лечение неврологических эффектов COVID-19

По мере роста числа историй болезни пациентов с COVID-19 исследователи тщательно анализируют данные, пытаясь лучше понять вирус и то, что мы можем ожидать в ближайшие месяцы и годы.  В настоящее время все большую озабоченность в сфере здравоохранения вызывает осознание того, что вирус может быть не только серьезным, но и иметь долгосрочные последствия.

Последствия для респираторных и скелетных мышц проявились раньше во время пандемии.  Совсем недавно неврологические и нейрокогнитивные аспекты вируса стали серьезной проблемой.  Нейрокогнитивные симптомы, связанные с коронавирусами, включая COVID-19, включают делирий, острый и хронический дефицит внимания и памяти, связанный с повреждением гиппокампа и коры головного мозга, а также дефицит обучения как у взрослых, так и у детей.

Эти симптомы в значительной мере  характерны для большого процента пациентов с COVID-19.  В марте исследование показало, что у 36,4% пациентов с COVID-19 наблюдаются неврологические симптомы, включая головную боль, нарушение сознания и парестезию (ощущение жжения или покалывания в таких частях тела, как руки, ноги и ступни).  Неудивительно, что у пациентов с тяжелыми заболеваниями вероятность развития неврологических симптомов выше, чем у пациентов с легкой или средней степенью заболевания.

Совсем недавно в отчете, опубликованном в начале июня в Медицинском журнале Новой Англии, сообщалось, что 84% пациентов имели неврологические симптомы.  Кроме того, в недавней статье в Lancet, в которой использовались отчеты о вскрытии пациентов с тяжелыми случаями заболевания, отмечен отек ткани мозга (опасное для жизни состояние, которое вызывает образование жидкости в головном мозге, вызывая давление внутри черепа) и дегенерацию нейронов (когда нейроны мозга  погибают, теряют связи и влияют на работу мозга).

Оценка неврологических симптомов

Процент пациентов с COVID-19 с неврологическими симптомами сильно варьируется между исследованиями.  Одна из причин - непоследовательность методов оценки.  Исследования показали, что поведенческая оценка (тестирование, основанное на таких вещах, как зрительные реакции пациента, двигательные функции и общение) часто бывает неточной.

Надежные процедуры нейрокогнитивной оценки будут иметь важное значение, как для точной оценки когнитивных способностей активных пациентов и пациентов, перенесших COVID, так и для отслеживания их выздоровления.  Объективные оценки функции мозга могут помочь точно определить, когда у пациентов с COVID-19 начинают появляться нейрокогнитивные симптомы, какие группы пациентов подвержены более высокому риску, как долго могут длиться неврологические эффекты и какие виды лечения наиболее эффективны.  На ранних этапах понимания COVID-19 и исследования неврологических эффектов окончательные факты по этим вопросам остаются неизвестными.

Наша лаборатория Университета Макмастера впервые применила прямое измерение функции мозга в реальном времени с помощью нейровизуализации на основе электроэнцефалограммы (на основе ЭЭГ) для оценки нейрокогнитивной функции.

Мы использовали методы на основе ЭЭГ в течение многих лет для изучения когнитивных проблем, которые часто сопровождают травмы головного мозга, включая такие нарушения сознания, как «вегетативное состояние» (теперь часто называемое синдромом безответного бодрствования), кома и сотрясение мозга.

Используя уникальные подсказки, сбор данных и алгоритмы машинного обучения, теперь мы можем наблюдать активность мозга в значительно более высоком разрешении, анализируя результаты, основанные на данных, полученных с шагом в две-три минуты вместо 20-30 минут.  Это означает, что мы можем видеть быстро происходящие изменения в работе мозга с беспрецедентной скоростью.  Возможность объективно измерить функцию мозга пациента имеет жизненно важное значение, помогает избежать ошибочного диагноза и обеспечить соответствующее лечение.

Нам даже удалось исправить некоторые неправильные представления о нейрокогнитивной функции после травмы головного мозга.  У некоторых пациентов в коме мы обнаружили быстро меняющуюся мозговую активность, которая отражает изменения в сознании - доказательство активности мозга, которая имела высокий риск быть пропущенной более ранними методами тестирования.  Мы также определили четкие маркеры нейрокогнитивной дисфункции при так называемых «невидимых травмах», таких как легкие черепно-мозговые травмы (сотрясения мозга), даже если последнее сотрясение мозга пациента произошло несколько десятилетий назад.

Наша лаборатория объединилась с нейротехническим стартапом McMaster под названием VoxNeuro, чтобы сделать метод доступным для медицинских работников и их пациентов за пределами исследовательских центров после того, как наши партнеры по исследованиям в области здравоохранения попросили использовать метод в клинических условиях.  Вместе мы можем использовать эти новаторские методы оценки у пациентов с COVID-19.

В нейрокогнитивных методах, разработанных мной и моими коллегами, используются передовые методы сбора и анализа данных для изучения электрофизиологической активности мозга.  Результатом являются электрофизиологические записи и наблюдаемые реакции (называемые связанными с событиями потенциалами или ERP), которые имеют ряд важных, а в некоторых случаях уникальных особенностей, которые позволяют изучать типичные когнитивные функции, такие как память, внимание и принятие решений - обычно называемые  умственные способности.  Они особенно подходят для тестирования уязвимых пациентов.

Во-первых, запись электрофизиологических реакций человека неинвазивна: никакие элементы технологии не требуют инъекций или вдыхания каких-либо веществ.  Технология совместима с другими медицинскими устройствами, такими как кардиостимуляторы.

Особенно полезной для уязвимых пациентов является его функция по месту оказания медицинской помощи: мы можем проверить пациента у постели больного, в отделении интенсивной терапии или дома.  Мы можем объективно измерить размер ответов мозга и важнейшее время этих ответов с точностью до миллисекунды.  Это позволяет с большой точностью выявлять конкретные нейрокогнитивные нарушения, а это значит, что врачи могут адаптировать лечение и реабилитацию к потребностям каждого пациента.

 «Нейроинвазивные» особенности COVID-19 приводят к призывам подготовиться к последствиям пугающей взаимосвязи между COVID-19 и неврологическими патологиями.  По мере того, как все больше пациентов выздоравливают, нам необходимо продолжать наблюдать за ними, когда они возвращаются к своей повседневной жизни.  Работают ли они так, как до заражения вирусом?  Или они испытывают трудности с возвращением к работе, из-за проблем с концентрацией или сохранением концентрации?

Недостаточно наблюдать за пациентом, пока он не вылечится от очевидных опасных для жизни осложнений болезни.  Пациентам требуется постоянное наблюдение для выявления потенциальных долгосрочных эффектов и проактивного лечения.  Если когнитивные последствия не будут устранены, они могут проявиться в гораздо более серьезных осложнениях, которые труднее исправить, чем дольше они остаются в покое.

Из истории родственных коронавирусов следует извлечь уроки, где исследования отметили нейроинвазивные особенности, приводящие к проблемам с обучением и памятью у взрослых и детей.

Еще один жизненно важный вопрос для ответных мер здравоохранения: как медицинские вмешательства при COVID-19 влияют на работу мозга?  Оказывают ли некоторые фармацевтические препараты или аппараты ИВЛ негативное воздействие?  Насколько нам нужно лучше понять вирус с помощью объективных данных, нам необходимо объективно понимать, какие вмешательства помогают или вредят пациентам в широком масштабе.  Это вопросы, на которые мы надеемся ответить в предстоящих исследованиях посредством взаимодействия со специалистами по интенсивной терапии и CanCOVID - канадского ответа на COVID-19 под руководством экспертов.

Прошло всего полгода с тех пор, как этот вирус стал известен, а ученые и клиницисты все еще пытаются понять, как он работает и какие повреждения он оставляет после себя.  Когда мы начинаем планировать масштабное социальное, медицинское и экономическое наследие COVID-19, наша лаборатория с гордостью открывает окно в то, как он изменяет наиболее сложную и важную систему нашего организма.