Heart rate has natural fluctuations that are typically ascribed to autonomic function. Recent evidence suggests that conscious processing can affect the timing of the heartbeat. We hypothesized that heart rate is modulated by conscious processing and therefore dependent on attentional focus. To test this, we leverage the observation that neural processes synchronize between subjects by presenting an identical narrative stimulus. As predicted, we find significant inter-subject correlation of heart rate (ISC-HR) when subjects are presented with an auditory or audiovisual narrative. Consistent with our hypothesis, we find that ISC-HR is reduced when subjects are distracted from the narrative, and higher ISC-HR predicts better recall of the narrative. Finally, patients with disorders of consciousness have lower ISC-HR, as compared to healthy individuals. We conclude that heart rate fluctuations are partially driven by conscious processing, depend on attentional state, and may represent a simple metric to assess conscious state in unresponsive patients.

A head computed tomography (CT) with positive results for acute intracranial hemorrhage is the gold-standard diagnostic biomarker for acute traumatic brain injury (TBI). In moderate to severe TBI (Glasgow Coma Scale [GCS] scores 3-12), some CT features have been shown to be associated with outcomes. In mild TBI (mTBI; GCS scores 13-15), distribution and co-occurrence of pathological CT features and their prognostic importance are not well understood.To identify pathological CT features associated with adverse outcomes after mTBI.The longitudinal, observational Transforming Research and Clinical Knowledge in Traumatic Brain Injury (TRACK-TBI) study enrolled patients with TBI, including those 17 years and older with GCS scores of 13 to 15 who presented to emergency departments at 18 US level 1 trauma centers between February 26, 2014, and August 8, 2018, and underwent head CT imaging within 24 hours of TBI. Evaluations of CT imaging used TBI Common Data Elements. Glasgow Outcome Scale-Extended (GOSE) scores were assessed at 2 weeks and 3, 6, and 12 months postinjury. External validation of results was performed via the Collaborative European NeuroTrauma Effectiveness Research in Traumatic Brain Injury (CENTER-TBI) study. Data analyses were completed from February 2020 to February 2021.Acute nonpenetrating head trauma.Frequency, co-occurrence, and clustering of CT features; incomplete recovery (GOSE scores <8 vs 8); and an unfavorable outcome (GOSE scores <5 vs ≥5) at 2 weeks and 3, 6, and 12 months.In 1935 patients with mTBI (mean [SD] age, 41.5 [17.6] years; 1286 men [66.5%]) in the TRACK-TBI cohort and 2594 patients with mTBI (mean [SD] age, 51.8 [20.3] years; 1658 men [63.9%]) in an external validation cohort, hierarchical cluster analysis identified 3 major clusters of CT features: contusion, subarachnoid hemorrhage, and/or subdural hematoma; intraventricular and/or petechial hemorrhage; and epidural hematoma. Contusion, subarachnoid hemorrhage, and/or subdural hematoma features were associated with incomplete recovery (odds ratios [ORs] for GOSE scores <8 at 1 year: TRACK-TBI, 1.80 [95% CI, 1.39-2.33]; CENTER-TBI, 2.73 [95% CI, 2.18-3.41]) and greater degrees of unfavorable outcomes (ORs for GOSE scores <5 at 1 year: TRACK-TBI, 3.23 [95% CI, 1.59-6.58]; CENTER-TBI, 1.68 [95% CI, 1.13-2.49]) out to 12 months after injury, but epidural hematoma was not. Intraventricular and/or petechial hemorrhage was associated with greater degrees of unfavorable outcomes up to 12 months after injury (eg, OR for GOSE scores <5 at 1 year in TRACK-TBI: 3.47 [95% CI, 1.66-7.26]). Some CT features were more strongly associated with outcomes than previously validated variables (eg, ORs for GOSE scores <5 at 1 year in TRACK-TBI: neuropsychiatric history, 1.43 [95% CI .98-2.10] vs contusion, subarachnoid hemorrhage, and/or subdural hematoma, 3.23 [95% CI 1.59-6.58]). Findings were externally validated in 2594 patients with mTBI enrolled in the CENTER-TBI study.In this study, pathological CT features carried different prognostic implications after mTBI to 1 year postinjury. Some patterns of injury were associated with worse outcomes than others. These results support that patients with mTBI and these CT features need TBI-specific education and systematic follow-up.

Abstract Heart rate has natural fluctuations that are typically ascribed to autonomic function. Recent evidence suggests that conscious processing can affect the timing of the heartbeat. We hypothesized that heart rate is modulated by conscious processing and therefore dependent on attentional focus. To test this, we leverage the observation that neural processes can be synchronized between subjects by presenting an identical narrative stimulus. As predicted, we find significant inter-subject correlation of the heartbeat (ISC-HR) when subjects are presented with an auditory or audiovisual narrative. Consistent with the conscious processing hypothesis, we find that ISC-HR is reduced when subjects are distracted from the narrative, and that higher heart rate synchronization predicts better recall of the narrative. Finally, patients with disorders of consciousness who are listening to a story have lower ISC-HR, as compared to healthy individuals, and that individual ISC-HR might predict a patients’ prognosis.. We conclude that heart rate fluctuations are partially driven by conscious processing, depend on attentional state, and may represent a simple metric to assess conscious state in unresponsive patients.

Cerebral adrenoleukodystrophy (CALD) is an X-linked rapidly progressive demyelinating disease leading to death usually within a few years. The standard of care is hematopoietic stem cell transplantation (HSCT), but many men are not eligible due to age, absence of a matched donor, or lesions of the corticospinal tracts (CST). Based on the ADVANCE study showing that leriglitazone decreases the occurrence of CALD, we treated 13 adult CALD patients (19-67 years of age) either not eligible to HSCT (n= 8) or awaiting HSCT (n= 5). Patients were monitored every 3 months with standardized neurological scores, plasma biomarkers and brain MRI comprising lesion volumetrics and diffusion tensor imaging. The disease stabilized clinically and radiologically in 10 patients with up to 2 years of follow-up. Five patients presented with gadolinium enhancing CST lesions that all turned gadolinium negative and, remarkably, regressed in four patients. Plasma neurofilament light chain levels stabilized in all 10 patients and correlated with lesion load. The two patients who continued to deteriorate were over 60 years of age with prominent cognitive impairment. One patient rapidly died from Covid19. These results suggest that leriglitazone can arrest disease progression in adults with early-stage CALD and may be an alternative treatment to HSCT.

BACKGROUND: The significance of deep structural lesions on level of consciousness early after intracerebral haemorrhage (ICH) is largely unknown. METHODS: We studied a consecutive series of patients with spontaneous ICH that underwent MRI within 7 days of the bleed. We assessed consciousness by testing for command following from time of MRI to hospital discharge, and determined 3-months functional outcomes using the Glasgow Outcome Scale-Extended (GOS-E). ICH and oedema volumes, intraventricular haemorrhage (IVH), and midline shift (MLS) were quantified. Presence of blood and oedema in deep brain regions previously implicated in consciousness were assessed. A machine learning approach using logistic regression with elastic net regularization was applied to identify parameters that best predicted consciousness at discharge controlling for confounders. RESULTS: From 158 ICH patients that underwent MRI, 66% (N=105) were conscious and 34% (N=53) unconscious at the time of MRI. Almost half of unconscious patients (49%, N= 26) recovered consciousness by ICU discharge. Focal lesions within subcortical structures predicted persistent impairment of consciousness at discharge together with MLS, IVH, and ICH and oedema volumes (AUC 0.74; 95%-CI 0.73-0.75). Caudate nucleus, midbrain peduncle, and pontine tegmentum were implicated as critical structures. Unconscious patients predicted to recover consciousness had better 3-month functional outcomes than those predicted to remain unconscious (35% vs 0% GOS-E ≥4; p-value=0.02). CONCLUSION: MRI lesions within key subcortical structures together with measures reflecting the mass effect of the haemorrhage (lesion volumes, IVH, MLS) obtained within one week of ICH can help predict early recovery of consciousness and 3-month functional outcome.