Współwystępowanie uszkodzeń mózgu i stanów dysocjacyjnych

Aby zdefiniować rolę poszczególnych struktur mózgu w kontekście badanych zjawisk psychicznych i zachowań, naukowcy i klinicyści posługują się zróżnicowanymi metodami neuroobrazowania czynnościowego. Aktywność obszarów i ich wzajemne interakcje możemy badać przy użyciu szerokiej gamy technik, takich jak elektroencefalografia (EEG), funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI), magnetoencefalografia (MEG), pozytonowa tomografia emisyjna (PET), spektroskopia bliskiej podczerwieni (NIRS) czy tomografia emisyjna pojedynczych fotonów (SPECT). Każda z nich posiada specyficzne dla siebie zalety i ograniczenia, wykorzystując różne aspekty aktywności mózgu - począwszy od zwiększonego zapotrzebowania na glukozę i utlenowaną krew obszarów aktywnych metabolicznie, a skończywszy na pomiarach zmian napięcia elektrycznego czy pola magnetycznego.

Zanim jednak opracowano i wdrożono te metody, badano zachowania pacjentów z domniemanymi lezjami (uszkodzeniami) mózgu - ich obecność i zakres – weryfikowano pośmiertnie, by powiązać wybrane struktury z zaobserwowanymi deficytami. Dziś, kiedy powszechnie możemy wspomagać się neuroobrazowaniem strukturalnym (takim jak tomografia komputerowa czy rezonans magnetyczny), wykrywanie uszkodzeń dostarcza cennych wskazań dotyczących związków przyczynowo-skutkowych pomiędzy istnieniem lezji a obserwowalnymi objawami. Wśród problemów, które dotykają osoby po uszkodzeniach mózgu znajdują się także zmienione stany świadomości i zaburzenia snu. Prześledźmy kilka takich przypadków, które niedawno zostały opisane w literaturze, by lepiej zrozumieć skomplikowany mechanizm powstawania świadomych snów i zjawisk typu out-of-body experience.

Jedną z pacjentek, której przypadek zanalizowano była 26-letnia kobieta; została hospitalizowana z objawami ataksji ruchowej (niezbornością chodu), bólem głowy i podwójnym widzeniem. Pacjentka skarżyła się przede wszystkim na częste koszmary, przebudzenia nocne i występujące rankami stany świadomego snu, które, choć kontrolowane, miały nieprzyjemny charakter i wiązały się z negatywnymi przeżyciami, takimi jak hospitalizacja czy bójka, której była świadkiem. Jak wykazały wyniki rezonansu magnetycznego, doznała niewielkiego udaru niedokrwiennego w obszarach lewego przedniego i grzbietowo-przyśrodkowego wzgórza, zaopatrywanych przez tętnicę wzgórzowo-guzową. Po przeprowadzeniu kompletu badań, wdrożono leczenie przeciwpłytkowe, mające na celu przeciwdziałanie zakrzepom. Jednocześnie wykluczono występowanie zespołu stresu pourazowego. Podczas ostrej fazy udaru odnotowano zwiększoną długość snu, sięgającą 12 godzin, a w kolejnych dniach upośledzenie szeregu funkcji poznawczych, pamięci i doświadczanie silnego stanu lękowego. Polisomnografia wykonana 3 miesiące po zdarzeniu wykazała prawidłowy przebieg snu i znaczącą, choć niepełną poprawę funkcji intelektualnych. W tym samym czasie liczba koszmarów zmniejszyła się, a świadome sny całkowicie ustąpiły.

Drugim z analizowanych przez Sangiera i współpracowników pacjentem był 36-latek, który doświadczył bólu głowy, paraliżu twarzy i zaburzeń funkcji czuciowo-ruchowych. U pacjenta zaobserwowano nasilenie lęku, zaburzenia uwagi, zdolności pamięciowych i językowych, koszmary, przebudzenia nocne i występujące nad ranem, podlegające kontroli świadome sny. Także i w tym przypadku rezonans pozwolił na wykrycie izolowanego udaru w obrębie grzbietowo-przyśrodkowej części wzgórza, tym razem w obszarze ukrwionym przez tętnice okołośrodkową. Podobnie jak poprzednio, wdrożono leczenie przeciwzakrzepowe. Tak jak u 26-letniej pacjentki, po 3 miesiącach stwierdzono znaczącą poprawę i całkowity zanik świadomego śnienia.


Ryc 1. Wskazanie obszarów objętych udarem u 26-letniej pacjentki (góra)
i 36-letniego pacjenta (dół), źródło: Sagnier S. i in. 2015.

 

Zaburzenia snu występujące po udarach są dość powszechnym, choć wciąż niedostatecznie zbadanym zjawiskiem i poza wymienionymi problemami, obejmują także bezsenność, zaburzenia fazy REM i ruchy wykonywane w trakcie snu. Wciąż niewiele wiadomo o związku pomiędzy fragmentami objętymi udarem a typem występujących objawów. Postuluje się, że zaburzenia snu REM często są powodowane przez drobne wylewy w obrębie pnia mózgu, podczas gdy hipersomnia i występowanie nieregularnych epizodów senności w dzień są typowe dla uszkodzeń okolicy tętnicy okołośrodkowej. Wiąże się je m.in. z uszkodzeniami w obrębie jądra siatkowatego i środwstęgowego, które stanowią część systemu wzbudzającego i są zaangażowane w regulację rytmiki okołodobowej dzięki swym licznym połączeniom z podwzgórzem, prążkowiem czy strukturami korowo-limbicznymi. Samo wzgórze odkrywa ważną rolę w regulacji fazy non-REM, w tym generowaniu tak zwanych wrzecion snu (ang. sleep spindles), jak również w regulowaniu snu wolnofalowego. W badaniach polisomnograficznych przeprowadzanych w fazie ostrej udaru i po upływie kilku(nastu) miesięcy stwierdza się powszechnie zwiększony udział fazy 1, a także skrócenie fazy 2 wraz ze zredukowanymi wrzecionami i kompleksami K. Te charakterystyczne dla fazy 2 zjawiska są obserwowane w zapisie EEG, stanowią m.in. manifestację procesów konsolidacji pamięci i posiadają znaczącą wartość diagnostyczną. W konsekwencji udarów mózgu występuje także ograniczenie snu wolnofalowego i fazy REM, co dowodzi ogólnej dezorganizacji snu.

Jak jednak powiązać powyższe spostrzeżenia dotyczące anatomii funkcjonalnej wzgórza ze świadomymi snami? Literatura naukowa, pomimo swoich ograniczeń, wskazuje tu na przykład śmiertelnej bezsenności rodzinnej (ang. fatal familial insomnia, FFI) – warunkowanej genetycznie choroby, w której następuje charakterystyczne obumieranie neuronów przedniego i przyśrodkowo-grzbietowego wzgórza, a towarzyszące mu objawy obejmują odgrywanie treści marzeń sennych i oniryczny stupor. Autorzy pracy postulują także, że traumatyczne przeżycia związane z groźną dla zdrowia sytuacją mogły stanowić czynnik wyzwalający wystąpienie świadomych snów u obu opisanych osób.



Ryc. 2. Jądra wzgórza i złożoność ich połączeń z innymi strukturami mózgu,
źródło: http://ranzcrpart1.wikia.com (CC BY-SA)

Jeszcze ciekawsze badanie, obejmujące doświadczenia wyjścia z ciała (OBE, ang. out of body experiences), świadome sny i zaburzoną integrację informacji płynących z wielu zmysłów zrealizowali szwajcarscy naukowcy pod kierunkiem Olafa Blanke. Skupili się na pacjencie po prawostronnym, peryferycznym uszkodzeniu przedsionka, centralnej części błędnika kostnego, która zlokalizowana jest pomiędzy kanałami półkolistymi a ślimakiem. Pełni ona kluczową rolę w utrzymaniu równowagi i percepcji otoczenia, opierającej się na zjawisku integracji multisensorycznej – przykładowo, by utrzymać stabilną pozycję ciała, konieczne jest zestawienie informacji proprioceptywnej z kończyn dolnych, wzrokowej płynącej z siatkówki i tej pochodzącej z przedsionka, mówiącej o położeniu głowy i charakterystyce ruchu. Jeśli mechanizm integrowania zawodzi, pojawiają się takie objawy jak depersonalizacja czy subiektywne poczucie oddzielenia od ciała.

36-letni mężczyzna skarżył się na nawracające napady zawrotów głowy i nudności, które ulegały nasileniu pod wpływem skręcania głowy w lewo lub prawo. Co więcej, raportował także poczucie unoszenia się podczas chodzenia i uczucie spadania w trakcie leżenia w łóżku, co stanowiło częstą przyczynę wybudzeń. Epizody te trwały od kilku sekund do kilku godzin. U pacjenta nie stwierdzono uciążliwych objawów słuchowych czy szumów usznych i poddano go szczegółowym badaniom otoneurologicznym. Obejmowały one między innymi badanie słuchowych potencjałów wywołanych pnia mózgu (ang. brainstem auditory evoked potentials, BEAP), pozwalających na różnicowanie zaburzeń słuchu oraz elektronystamografię (ENG), diagnozującą narząd równowagi przez rejestrację ruchu gałek ocznych w oparciu o pomiar potencjału rogówkowo-siatkówkowego. Podczas dość skomplikowanej procedury, w zakres której wchodziła tzw. rejestracja oczopląsu podczasobrotowego w próbie ruchowej z pobudzeniem wahadłowym i test kaloryczny, wykonywany przez wlewanie wody o dwóch różnych temperaturach do uszu, a następnie pomiar potencjałów, zdiagnozowano patologiczne zmiany prawego przedsionka, wywołane najprawdopodobniej przez infekcję wirusową.

Obrazowanie przy użyciu rezonansu magnetycznego (MRI) i ogólne badanie neurologiczne przyniosło prawidłowe wyniki, nie przeprowadzono natomiast badania polisomnograficznego ani EEG, co może nieco zaskakiwać w kontekście charakterystyki zgłaszanych przez chorego objawów. Tuż po zdiagnozowaniu mężczyzna przeszedł 18 sesji fizjoterapeutycznych, polegających m.in. na wzrokowo-ruchowej stymulacji przedsionka; w ich wyniku doszło do ustąpienia świadomych snów i doświadczeń wyjścia z ciała.

Pierwsze objawy, powiązane z koszmarami nocnymi i stanami lękowymi, wystąpiły u pacjenta w wieku 11-12 lat i podobnie jak we wcześniej omówionych przypadkach, doświadczał on świadomych snów i zaburzeń dysocjacyjnych w godzinach porannych, najczęściej po uprzednim wybudzeniu. Doświadczenia te, związane z epizodami paraliżu przysennego z czasem ulegały wydłużeniu i intensyfikacji: świadome sny cechował rosnący stopień samoświadomości i możliwości interakcji z treścią marzenia sennego, a rzadziej występujące OBE stanowiły nieraz ich kontynuację. Dwa miesiące po zakończeniu fizjoterapii, postanowiono przyjrzeć się integracji informacji wzrokowej i pochodzącej z przedsionka, gdyż symptomy zaczęły stopniowo powracać.

W tym celu umieszczono badanego w ograniczającym ruchy własne pacjenta fotelu, którego ruchy obrotowe naśladowały naturalne ruchy głowy. Stereoskopowy bodziec wzrokowy stanowił układ przypadkowo rozproszonych kropek różnej wielkości, a pacjent miał stale skupiać wzrok na czerwonym, usytuowanym centralnie punkcie. W każdej z 560 prób badany doświadczał dwóch obrotów w tym samym kierunku, a następnie musiał zdecydować, czy drugi był mniejszy bądź większy od pierwszego. Zastosowano trzy warunki: obrotu samego fotela (unimodalny przedsionkowy), samego obrazu (unimodalny wzrokowy) oraz jednoczesnego obrotu fotela i obrazu (bimodalny). Po zakończeniu półtoragodzinnego eksperymentu, wyznaczono progi różnicowania zakresu obrotów dla każdego z tych warunków i porównano je z modelem optymalnej integracji bodźców wzrokowych i przedsionkowych. Zdrowi badani lepiej rozróżniają obroty w warunku bimodalnym w porównaniu z unimodalnym, podczas gdy wyniki pacjenta były gorsze, świadcząc o deficycie w integracji bodźców dwóch typów. Co więcej, próg rozróżnienia dla warunku bimodalnego był znacznie gorszy, gdy testowano stronę, po której znajdowało się uszkodzenie.

Ryc. 3. Schemat przeprowadzonego eksperymentu (A) i poszczególnych prób testowych (B),
podczas których badany oceniał zakres drugiej rotacji w porównaniu z pierwszą, źródło: Kaliuzhna M. i in. 2015

W kolejnym eksperymencie postanowiono przetestować mechanizmy samoidentyfikacji i lokalizacji położenia ciała poprzez zbadanie integracji bodźców wzrokowych i dotykowych podczas iluzji całego ciała (ang. full body illusion, FBI). Ten sam pacjent, znajdujący się w ciemnym pokoju, kładł się na urządzeniu, które w kontrolowany sposób dotykało jego pleców. Badany nosił gogle, które prezentowały mu wirtualny obraz ciała widzianego od tyłu, na którym punktami zaznaczono dwa miejsca stymulacji dotykowej. Przetestowano dwa warunki: synchroniczny, w którym wyświetlana i faktycznie dokonywana stymulacja pokrywały się czasowo i przestrzennie, a także asynchroniczny, gdzie występowały rozbieżności. Aby zmierzyć określane przez pacjenta położenie własnego ciała, polecono mu wykonać zadanie polegające na wyobrażaniu sobie wypuszczania piłki. Kiedy w myślach wypuszczał ją z dłoni, naciskał przycisk i przytrzymywał go do momentu spodziewanego upadku, co pozwalało na zmierzenie szacowanej odległości znajdowania się od podłoża. Pacjent opisywał swoje odczucia, a także wypełnił kwestionariusz dotyczący testowanych warunków, który zestawiono z wynikami grupy kontrolnej.

Wśród odnotowanych różnic zaobserwowano, że pacjent doświadczał silniejszych odczuć bycia usytuowanym poza wyświetlanym ciałem w warunku asynchronicznym i silniej odczuwał unoszenie się w powietrzu w warunku synchronicznym, podczas gdy nie stwierdzono takich różnic między warunkami wśród kontrolnych uczestników. Badany ponadto stwierdził, że w warunku synchronicznym doświadczał uczucia mrowienia w nogach i dolnej części pleców, a jego nogi były jakby lżejsze i sprawiały wrażenie unoszących się. Pacjentowi wydawało się również, że spogląda na ciało nad nim, a podczas mrowienia niejako wsuwał się pod nie, co przypominało mu doznania doświadczane w trakcie epizodów OBE. Zastosowano jeszcze dodatkową próbę, łączącą procedurę full body illusion z wyświetlaniem przepływu kropek w kierunku od- i do- pacjenta. W warunku synchronicznym z przepływem „do” doświadczał on silnego mrowienia w całym ciele, a w asynchronicznym wydawało mu się, jakby stał i spoglądał prosto na ciało przed nim. Przy zastosowaniu przepływu „od” wystąpiły te same doznania, ale znacznie słabsze.

Opisane studium przypadku zdaje się potwierdzać kluczową rolę, jaką pełni integracja multisensoryczna w zaburzeniach dysocjacyjnych, manifestujących się nieprawidłowym postrzeganiem ułożenia swojego ciała w otoczeniu. Zasadnicza zmiana sposobu odczuwania ciała, jaka zachodzi w przypadku OBE jest zatem złożonym zjawiskiem, do którego pełnego opisu należy uwzględniać mechanizmy korowe, podkorowe i obwodowe, przyczyniające się do poczucia oddzielenia od ciała i zmiany perspektywy pierwszoosobowej. By właściwie ocenić występowanie ruchu, mózg musi zestawić bodźce wzrokowe z tymi pochodzącymi ze zmysłu równowagi. Ponieważ do skutecznego przetwarzania sygnałów z otoczenia, odbieranych przy pomocy niedoskonałych zmysłów konieczna jest redukcja szumu informacyjnego, integracja bazująca na wielu źródłach informacji pozwala w szybki i bezwysiłkowy sposób na prawidłowe postrzeganie siebie i środowiska. Sytuacja ulega zmianie w przypadku uszkodzeń spowodowanych urazem lub stanem chorobowym, jak również przy celowym stosowaniu technik „wprowadzających mózg w błąd”.

Należy zwrócić uwagę na to, że zjawiska występujące w trakcie stanów dysocjacyjnych, takich jak OBE, mogą być zlokalizowane na różnych, wzajemnie oddziałujących na siebie poziomach przetwarzania. Zakłócenia mogą występować zarówno w obrębie pnia mózgu, w którym usytuowane są multisensoryczne jądra przedsionkowe, jak i na poziomie obszarów kory mózgowej, takich jak rejon styku skroniowo-ciemieniowego, który odpowiada za zestawianie informacji z narządu równowagi i innych zmysłów. Za szczególną rolą percepcji ułożenia ciała przemawia także to, że w świadomych snach często pojawia się motyw spadania bądź latania, a osoby wykazujące wyższą wrażliwość na kaloryczną stymulację przedsionka mają częściej świadome sny. Wydaje się wysoce prawdopodobne, że w przypadku ostatniego z opisanych pacjentów doszło do nawarstwiających się zaburzeń na wielu piętrach przetwarzania informacji, o czym mogą świadczyć parestezje czy mrowienie. Równolegle trzeba dostrzec istotną rolę samych zaburzeń snu, jego konkretnych faz i zjawisk towarzyszących samemu zasypianiu. Doświadczenia wyjścia z ciała szczególnie często dotykają osoby cierpiące na narkolepsję, która objawia się zaburzoną rytmiką snu i czuwania, włączając w to częste występowanie faz REM w ciągu dnia, połączonych z utratą napięcia mięśniowego. Nie bez powodu jedną z najskuteczniejszych metod wywoływania OBE, a także świadomych snów jest technika wchodzenia w paraliż przysenny – w świetle zrealizowanych badań wydaje się, że to odczuwana rozbieżność informacji, prowadząca do zaburzeń w integracji sygnałów zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia stanów tego typu. Na koniec warto wspomnieć, że sam badany okazał się osobą na tyle zainteresowaną zagadnieniem, że prowadził dziennik snów i zgłębiał literaturę poświęconą tej tematyce. Przypadek ten, w zestawieniu z badaniami odnoszącymi się do uszkodzeń wzgórza, podkreśla fascynującą złożoność interakcji pomiędzy funkcjonowaniem kory mózgowej, pierwotnymi mechanizmami percepcji i regulacji snu, a także czynnikami psychologicznymi.

Sagnier, S., Coulon, P., Chaufton, C., Poli, M., Debruxelles, S., Renou, P., Rouanet, F., Olindo, S., Sibon, I. (2015). Lucid dreams, an atypical sleep disturbance in anterior and mediodorsal thalamic strokes. Revue neurologique, 171(11): 768-772. PMID: 26494569

Kaliuzhna, M., Vibert, D., Grivaz, P., Blanke, O. (2015). Out-of-body experiences and other complex dissociation experiences in a patient with unilateral peripheral vestibular damage and deficient multisensory integration. Multisensory Research, 28: 613–635. PMID: 26595959

Gackenbach, J., Snyder, T., Rokes, L. and Sachau, D. (1986). Lucid dreaming frequency in relation to vestibular sensitivity as measured by caloric stimulation, J. Mind Behav. 7, 277–298