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科學(xué)家利用腦部掃描與植物人對話(人為什么會出現(xiàn)幻覺)

中醫(yī)世家 2024-03-15 22:15:10

科學(xué)家利用腦部掃描與植物人對話

談到23號患者的時候，阿德里安

？歐文依然很興奮
。該患者在24歲時
，一場車禍摧毀了他的生活
。他雖然幸存了下來
，但反應(yīng)遲鈍
，五年來一直處于神經(jīng)學(xué)家所說的植物人狀態(tài)
。那時歐文還是英國劍橋大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家，他和來自比利時列日大學(xué)的同事一起將這名患者放置進(jìn)一個功能性磁共振成像（fmri）機(jī)器
，并開始向患者提問
。

令人難以置信的是，患者回答了問題

。他損傷的大腦里的某一特定部分發(fā)生了血流變化
，這讓歐文相信患者還是有意識的
，并且能夠溝通。這是首次有人能夠和植物人交換信息
。

這種狀態(tài)的患者

，其實(shí)已經(jīng)從昏迷中蘇醒過來了。他們大腦的一些功能已經(jīng)恢復(fù)
，他們也許能夠磨牙
、做鬼臉或隨機(jī)地進(jìn)行眼球運(yùn)動。他們也有睡眠覺醒周期
，但他們沒能對周遭的環(huán)境進(jìn)行反應(yīng)
，這使得醫(yī)生們認(rèn)定，患者大腦中關(guān)于認(rèn)知
、知覺
、記憶和意愿方面的功能區(qū)域已經(jīng)從根本上受損了，也就是說
，這些功能區(qū)域報廢了
。

歐文在2010年發(fā)表的研究引起了媒體的轟動。就職于紐約威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)倫理學(xué)家約瑟夫

？費(fèi)斯（joseph fins）和神經(jīng)學(xué)家尼古拉斯
？希夫（nicholas schiff）
，都聲稱這一發(fā)現(xiàn)“改變了臨床實(shí)踐的潛在規(guī)則”
。倫敦西安大略大學(xué)很快就開出2000萬加元（即1950萬美元）的資金條件吸引歐文離開劍橋。這筆研究資金能使技術(shù)更可靠
、更便宜
、更準(zhǔn)確、更便攜――所有這些在歐文看來是必要的
，因?yàn)樗霂椭澜绶秶鷥?nèi)成千上萬的植物人
。“為病人開啟一條溝通渠道
，但卻不能隨即提供一套工具讓病人及其家屬進(jìn)行日常交流
，這樣做是不夠的?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">！睔W文如是說
。

許多研究人員不同意歐文提出的“植物人患者是有意識的”這個觀點(diǎn)。但歐文在不斷實(shí)踐

，希望這種技術(shù)能夠找出那些有望康復(fù)的病人
，指導(dǎo)止痛藥的劑量，甚至是深入了解病人的感覺和愿望
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">！白罱K
，我們要提供那些有利于患者及其親人的東西?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">！彼f
。

不過，他拒絕詢問病人那個最棘手的問題――他們是否希望結(jié)束生命支持――他認(rèn)為現(xiàn)在去想這些還言之過早

?div id="jfovm50" class="index-wrap">！昂蠊浅?fù)雜，我們需要百分百知道該如何回應(yīng)后才會這么做
?div id="jfovm50" class="index-wrap">！彼嵝训馈?/p>

魔法簡單地說

，留著紅色頭發(fā)和胡子的歐文是個鮮明的演講者
，他不懼怕公開宣傳。他的主頁可以連接到他的電視和電臺通告
。他傳授科學(xué)
，帶給人信心和心理防線。

歐文的研究可以追溯到1990年代末

，當(dāng)時他在寫一個關(guān)于功能磁共振成像的臨床技術(shù)應(yīng)用的評論
。他說自己感受到一種“奇怪的信任危機(jī)”。神經(jīng)成像已經(jīng)證實(shí)了許多從大腦圖譜研究中得到的東西
，沒有任何創(chuàng)新之處
。“我們僅僅調(diào)整了一個用于精神分析治療的測試
，來看發(fā)生什么
。”歐文說
。至于真正的臨床應(yīng)用
，“我意識到不會有任何發(fā)現(xiàn)，這點(diǎn)大家都心知肚明
?div id="m50uktp" class="box-center"> ！?/p>

歐文想發(fā)現(xiàn)一些不尋常的東西。他和同事在1997年得到了這樣的機(jī)會

，凱特
？班布里奇（kate bainbridge），一個26歲的病人因?yàn)椴《靖腥鞠萑牖杳誀顟B(tài)――這種情況一般持續(xù)2至4周
，此后患者要么死亡
，要么完全恢復(fù)，或在極少數(shù)的情況下，會變成植物人或者是進(jìn)入一種幾近無意識的狀態(tài)――這在最近被定義為一種間歇性意識活動的暗示
。

幾個月后

，班布里奇的感染消除了，她被診斷為植物人
。歐文曾對正常人用過正電子發(fā)射斷層掃描（pet）
，并發(fā)現(xiàn)：當(dāng)人們看到了一張熟悉的面孔時，大腦中的梭狀回面孔區(qū)（ffa）會被激活
。當(dāng)研究小組向班布里奇展示那些她熟悉的面孔
，并掃描她的大腦，“它亮得像一棵圣誕樹
，尤其是ffa
。”歐文說
，“這是一切的開始
。”班布里奇被證實(shí)有明顯的大腦運(yùn)轉(zhuǎn)功能且復(fù)原反應(yīng)良好
。2010年
，班布里奇雖然還坐在輪椅上，但其他功能活躍
，她寫信感謝歐文對其大腦的掃描
。“如果沒有這次大腦掃描
，我不敢去想會發(fā)生什么樣的事情
，”她寫道，“這一切就像魔法
，發(fā)生在我身上了
。”

歐文從視覺轉(zhuǎn)向聽覺繼續(xù)研究――“按照認(rèn)知梯度

，從基本的聲音感受、言語感知到言語理解”
。例如
，他向植物人展示的短語里面，包含著發(fā)音相同但含義不同的單詞
，如“在碗里的棗和梨”
。這種模棱兩可迫使大腦更用力地運(yùn)轉(zhuǎn)。在正常人的實(shí)驗(yàn)中會出現(xiàn)fmri模式――這表明他們在理解單詞
。而一個因?yàn)橹酗L(fēng)而失去意識的30歲患者
，在實(shí)驗(yàn)中顯示出相同的模式。值得注意的是，不是每個人都相信這種跡象代表理解
?div id="m50uktp" class="box-center"> ！懊看挝腋粋€神經(jīng)科或麻醉師說，‘他能感知語言’
，他們會問
，‘但是他有意識嗎？’”歐文意識到
，他需要一個不同的實(shí)驗(yàn)來說服那些持懷疑態(tài)度的人
。

網(wǎng)球2006年六月，溫布爾頓網(wǎng)球公開賽正在進(jìn)行

。在一項(xiàng)研究中
，歐文讓一個植物人狀態(tài)的23歲女子想象著自己正在打網(wǎng)球和正在穿過自己的房間
，并對她進(jìn)行了fmri掃描
。一般對于身體狀況正常
、有意識的成年人來說
，在想象打網(wǎng)球時
，腦中輔助運(yùn)動區(qū)的運(yùn)動皮層都處于持續(xù)活躍狀態(tài)
；而當(dāng)他們想象穿越房間時
，海馬旁回顯示活躍
。在交通事故發(fā)生后的5個月里
，這個女患者是沒有反應(yīng)的
，然而在這之后卻發(fā)現(xiàn)她和身體健康的志愿者在想象這些活動時的大腦活動模式有著驚人相似。歐文認(rèn)為
，這證明她是有意識的
。這一發(fā)現(xiàn)經(jīng)歐文提煉成一頁紙的文章，發(fā)表在《科學(xué)》雜志上
，引來了許多好奇和懷疑
。“我常收到兩種類型的電子郵件
。人們要么說‘這太偉大了’
，要么說‘你怎么確定這個女人是有意識的呢’?div id="4qifd00" class="flower right">
！睔W文如是說
。

其他的研究人員爭辯道，這個患者的回應(yīng)并非意識清醒的信號

，而是像膝跳反射那樣的一種下意識的反應(yīng)
。丹尼爾？格林伯格（daniel greenberg）
，加州大學(xué)洛杉磯分校的一位心理學(xué)家
，給《科學(xué)》寫信暗示：“大腦活動會被指令的最后一個詞下意識地觸發(fā)，這個詞通常都是指向被想象的物品?div id="4qifd00" class="flower right">
！?/p>

但是歐文繼續(xù)埋頭尋求支持他研究的案例

。在和列日大學(xué)神經(jīng)病學(xué)和神經(jīng)學(xué)家史蒂文？洛雷（steven laureys）的合作研究結(jié)果表明
， 54位植物人或幾近無意識的患者中
，有5位和前面提到的女患者一樣做出回應(yīng)，4位仍然處于無意識狀態(tài)
。在調(diào)整方法后
，研究人員讓23號患者使用是非判斷能力來回答問題：想象打網(wǎng)球的時候回答“是的”，穿過房間的時候回答“沒有”
。然后他們進(jìn)一步問一些腦部掃描技術(shù)人員不可能知道的事情
。

“你父親叫托馬斯嗎？”“不是

?div id="d48novz" class="flower left">
！薄澳愀赣H的名字是亞歷山大嗎？”“是的
?div id="d48novz" class="flower left">
！薄澳阌行值軉幔俊薄笆堑?div id="d48novz" class="flower left">
?div id="d48novz" class="flower left">
！薄澳阌薪忝脝幔俊薄皼]有
?div id="d48novz" class="flower left">
！边@個實(shí)驗(yàn)對患者來說并非易事，患者必須集中精力30秒
，然后休息30秒
，并不斷重復(fù)這個過程。

在計(jì)算機(jī)屏幕顯示的fmri數(shù)據(jù)面前

，歐文跟蹤了表示活動在輔助運(yùn)動區(qū)的藍(lán)線――回答“是的”――因?yàn)樗诨卮痣A段上升
，在休息時間下降。而表明在海馬旁回區(qū)域活動的紅色線――代表“不是”
，這條線輪廓分明
。歐文將這個結(jié)果稱作“顯而易見的含意”?div id="4qifd00" class="flower right">
！澳悴恍枰蔀橐粋€腦功能成像專家，就可以判斷這個人所想要告訴你的
?div id="4qifd00" class="flower right">
！睔W文說。患者在六個問題里答對了五個
。

德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的神經(jīng)成像專家

，拉塞爾？波特拉克（russell poldrack）稱歐文的方法十分巧妙
，“以前我真不知道怎么和人解釋
，現(xiàn)在當(dāng)我想給別人解釋磁共振的時候，我會使用這些例子
?div id="jfovm50" class="index-wrap">！?/p>

但倫敦帝國學(xué)院的臨床神經(jīng)科學(xué)家，納契夫（parashkev nachev）則對該研究提出了質(zhì)疑

，認(rèn)為它是基于“假設(shè)意識是一個二進(jìn)制現(xiàn)象”這個前提之上的
。但對于比如許多患有某些類型的癲癇發(fā)作的人來說，也會在沒有意識的情況下表現(xiàn)出有限的反應(yīng)
。納契夫認(rèn)為需要更多的數(shù)據(jù)才能明確植物人是在認(rèn)知能力的哪個階段出了問題
。

歐文承認(rèn)意識并非一件“非有即無的事”。他認(rèn)為這是大腦中各個“模塊”一起運(yùn)轉(zhuǎn)時的一個“突現(xiàn)的產(chǎn)物”

。歐文說
，這些有反應(yīng)的患者的大腦中有足夠的模塊在運(yùn)轉(zhuǎn)才可以看作是清醒的。一個人需要長期記憶知道網(wǎng)球究竟是什么
，同時需要短期記憶去記住問題
、命令和回答的意圖。歐文最終關(guān)心的并不是精確定位一個是否有意識的門檻
，或者給它提供一個全面的定義
。他運(yùn)用“眼見方知”的方法。在他看來
，能夠回應(yīng)命令和問題――進(jìn)行溝通――就是一個不可否認(rèn)的有意識的活動
。“如果最后他們說沒有理由去相信病人是有意識的
，那我只能說‘那好
，我也沒有理由相信你是有意識的?div id="d48novz" class="flower left">
！睔W文如是說
。

人為什么會出現(xiàn)幻覺

專家揭密幻覺產(chǎn)生原因 稱人的意識和大腦無關(guān)

通過耳朵、眼睛

、鼻子
、舌頭和觸覺，大腦可接受大約1億條信息
，每天大約耗費(fèi)10瓦能量
。大腦重1.5公斤
。如果將大腦中所有的神經(jīng)結(jié)點(diǎn)打開，可能長達(dá)320萬千米
。

而這只是我們所了解的大腦的一小部分
。其實(shí)，大腦的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的想象
。

意識是否和大腦無關(guān)

英國倫敦大學(xué)學(xué)院的神經(jīng)心理學(xué)家查爾斯??弗瑞斯總結(jié)了大腦和思維的關(guān)系
，他說：“大腦做的很多工作都是無意識的。實(shí)際上
，人的整個世界：意識
、本體，是大腦創(chuàng)造的幻覺
，不同的大腦構(gòu)建的世界各不相同
。”

在9月中旬舉行的英國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會年會上
，弗瑞斯教授同其他著名腦科學(xué)專家陳述了人類意識和精神世界的關(guān)系
。他們認(rèn)為，人類大腦一直在從周圍的世界吸收信息
，并處理
、跟蹤、監(jiān)察
、評價這些信息
。但人類100萬億個大腦細(xì)胞所產(chǎn)生的大多數(shù)信息從未被人類接收。相反
，大腦獲得少量粗糙信息創(chuàng)造了人類賴以為生的精神世界的模型
。

科學(xué)家使用非侵害性的腦掃描設(shè)備清晰地觀測到哪個大腦區(qū)域正在被使用。他們試圖探究大腦中哪個部分產(chǎn)生自我意識
？當(dāng)人們失去意識時
，例如處于昏迷狀態(tài)，或被麻醉會發(fā)生什么事情
？研究人員試圖獲得答案以幫助精神紊亂
、意識錯亂的人，例如精神分裂癥患者
。

弗瑞斯教授說
，人們只需要少量的大腦活動來塑造自我個性以及對世界的認(rèn)知。如果使用所有的大腦活動
，人類的意識很容易混亂糾結(jié)
，從而產(chǎn)生無法應(yīng)付的情況。

為了說明這一點(diǎn)
，弗瑞斯教授寫了一本書：《制造意識：大腦怎么樣創(chuàng)造我們的精神世界》
。他說
，有些活動完全是大腦的無意識活動
，如果我們開始思考我們怎樣做事情
，比如，開始思考怎樣移動四肢
，或怎樣理解報紙上文字的確切含義
，人就會變得有點(diǎn)思維混亂，且大腦不一定好使
。

弗瑞斯說
，大腦能自得其樂而不被意識干擾。人們可以“一心多用”
，比如
，一邊開車，一邊思考其他事情
，如在哪兒買午餐等
，這表明在人類大腦中有許多意識層次。最近使用的功能性磁共振成像的大腦掃描技術(shù)也證實(shí)了這一點(diǎn)
。

弗瑞斯他們做了一個實(shí)驗(yàn)
，當(dāng)掃描一群人的大腦時，在他們面前閃過一張僅在屏幕上逗留10毫秒
，受到驚嚇的臉孔圖像
，當(dāng)問及受試者是否看到這張臉時，他們都說沒有
。然而測試結(jié)果顯示
，他們的大腦其實(shí)已經(jīng)看到了這張臉，因?yàn)槠浯竽X內(nèi)同恐懼相連的區(qū)域突然變得活躍起來
。

大腦活動分為前部和后部

該試驗(yàn)證實(shí)
，大腦吸收到的信息超出人們的想象，我們只看見了其中非常小的一部分
。那么
，人的大腦包含意識部分和無意識部分嗎？嚴(yán)格來講
，是的
。弗瑞斯教授說：“我們大腦的后部處理感覺（有意識），大腦的前部處理活動（無意識）
?div id="m50uktp" class="box-center"> ！?

通過腦部掃描試驗(yàn)，科學(xué)家相信
，意識由大腦前部和后部的相互影響產(chǎn)生
。前部存儲記憶
，看起來這個區(qū)域負(fù)責(zé)塑造我們的個性。大腦的后部負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)環(huán)境
，它持續(xù)地吸取有關(guān)周圍環(huán)境的信息
。然而，因?yàn)樗樟舜罅啃畔⒑蟾嬖V大腦的前部
，意識部分很麻煩
，我們只能記住一些特殊的事情。

英國開放大學(xué)的博士皮特??納什正在研究當(dāng)意識紊亂時大腦如何活動
。他掃描了催眠狀態(tài)下人的大腦
，并且同一些患精神分裂癥而產(chǎn)生幻覺的病人的大腦相比較，他認(rèn)為
，大腦前部和后部不完美的連接產(chǎn)生了幻覺
。他說：“精神分裂癥患者的這兩個區(qū)域失去了平衡，于是
，大腦中無意識的部分提供信息給意識部分
，并使意識部分相信，而實(shí)際上
，這些都是假信息
，因此才會出現(xiàn)幻覺?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">！?

植物人和麻醉病人可能無意識

安德魯安??歐文博士是英國哥倫比亞大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家
，他掃描了持續(xù)植物生存狀態(tài)患者的大腦，這些人的大腦都遭受過嚴(yán)重創(chuàng)傷
，盡管他們雙眼睜開
，面帶微笑，但他們不能與人交流
，并且直到歐文博士的工作開始之前
，人們還不知道他們是否有意識。歐文通過腦部掃描
，試圖找到某種方法來了解這些患者是否還有意識
。去年，他要求一個植物生存狀態(tài)患者想象打羽毛球
，他發(fā)現(xiàn)患者的大腦的意識區(qū)域變得很活躍
，于是，他證實(shí)這類患者確實(shí)有意識
。

歐文博士說
，在給麻醉狀態(tài)下的健康人做實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，盡管他們的腦部活動異?div id="4qifd00" class="flower right">
；钴S
，但僅僅在非意識區(qū)域
。他說：“當(dāng)我們對麻醉狀態(tài)下的人說話時，大腦中能識別語音的無意識部分變得活躍
，而在意識部分
，理解和處理區(qū)域保持靜止。因此
，大腦聽到了我們所說的話但并不處理它
。”

歐文說：“20年前
，我們不知道無意識發(fā)生的大腦活動的數(shù)量，而現(xiàn)在意識大腦的活動仍有很多不為人知
，有待我們進(jìn)一步探索
。”

植物人是怎么形成的
？

什么是植物人？植物人在國際醫(yī)學(xué)界又被定義為“持續(xù)性植物狀態(tài)”

。處于這種狀態(tài)的病人大都是因顱腦外傷或其他原因
，如溺水、中風(fēng)
、窒息等大腦缺血缺氧
、神經(jīng)元退行性改變等導(dǎo)致長期意識障礙，他們有自主的呼吸和心跳
，但對自身和周圍環(huán)境已沒有認(rèn)知能力
。

植物人是不是就是腦死亡？這是兩個完全不同的概念
。腦死亡病人最主要的特征就是自主呼吸停止
、腦干反射消失，他們是永遠(yuǎn)不可能再存活的
；而植物人有呼吸
、脈搏、血壓
，體溫也可以正常
，只是沒有任何言語、意識和思維能力
，處于一種特殊的昏迷狀杰
。腦死亡病人的大腦已完全停止活動，但植物人的部分大腦
，包括腦干
，尚未完全喪失功能
。

如何來判斷一個人已經(jīng)處于植物狀態(tài)？如何來判定植物人
，目前國際學(xué)術(shù)界尚未完全統(tǒng)一意見
，分歧主要在病人昏迷的時間上。有人認(rèn)為要持續(xù)昏迷 3個月以上
，也有人認(rèn)為要持續(xù)昏迷 6個月以上
，但大多數(shù)觀點(diǎn)贊同要持續(xù)昏迷 12個月以上，才能被定義為植物人
。此外
，腦部 CT掃描可以看出病人大腦受損的情況，乇鶚遣∪嘶杳砸歡問奔渲?螅?勞齙哪宰櫓?岜荒約顧枇髦仕?媧??

為什么植物人能睜眼
、眨眼
，并露出笑容？這是令多數(shù)人感到費(fèi)解的事——植物人有睡眠和覺醒的周期
，但卻沒有任何意識
。那是因?yàn)樗摺⒂X醒
、眼球運(yùn)動等是不受大腦皮層和丘腦控制的
，它們可以在意識喪失的情況下發(fā)生。

植物人能活多久
？只要有充分的醫(yī)療手段的支持和臨床的護(hù)理
，包括插管保證營養(yǎng)的供給，持續(xù)植物狀態(tài)的病人可以存活數(shù)十年
。但他們也容易受到一些感染
，如肺炎、褥瘡等
。

大腦皮層控制大腦的—些高級功能
，如思維和運(yùn)動；丘腦掌管人的意識
；而腦干控制生命的一些基本功能
，如呼吸、心跳等
。因此
，盡管—些病人的大腦皮層和丘腦遭受了嚴(yán)重創(chuàng)傷，但卻依然能覺醒
、睜眼或微笑
。

植物人恢復(fù)的幾率有多大？顱腦創(chuàng)傷后長期昏迷或持續(xù)植物狀態(tài)的病人在病情穩(wěn)定的情況下?div id="d48novz" class="flower left">
？山邮芤幌盗芯C合治療措施
，如早期顱腦損傷的正確處理、各種嚴(yán)重并發(fā)癥的防治
、催醒藥物應(yīng)用
、高壓氧治療和各種催醒訓(xùn)練的康復(fù)治療等。但到目前為止
，尚無一種方法或藥物被證明對顱腦創(chuàng)傷后長期昏迷或持續(xù)植物狀態(tài)患者有確切療效
。

意識是如何在大腦中產(chǎn)生的
？

神經(jīng)元通過突觸相互傳遞信號

。 人類已經(jīng)學(xué)會了在宇宙中旅行，消滅疾病
，并在驚人的微小基本粒子水平上理解自然
。然而，我們不知道意識——我們以這種方式體驗(yàn)和了解世界并向他人報告世界的能力——是如何在大腦中產(chǎn)生的
。

事實(shí)上，雖然科學(xué)家們幾百年來一直專注于理解意識

，但它仍然是現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)中最重要的尚未解決的問題之一?div id="4qifd00" class="flower right">
，F(xiàn)在，我們的新研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上
，揭示了當(dāng)我們有意識的時候大腦中的網(wǎng)絡(luò)在起作用
，揭示了這個謎團(tuán)。

不僅僅是一個哲學(xué)問題

。確定患者在遭受嚴(yán)重腦損傷后是否“意識到”對醫(yī)生和需要做出護(hù)理決定的家庭來說都是一個巨大的挑戰(zhàn)?div id="jfovm50" class="index-wrap">，F(xiàn)代腦成像技術(shù)正開始提升這種不確定性，使我們對人類意識有了前所未有的洞察
。

例如

，我們知道復(fù)雜的大腦區(qū)域，包括前額葉皮層或前丘腦
，它們負(fù)責(zé)一系列更高的認(rèn)知功能
，通常與意識思維有關(guān)。然而
，大的大腦區(qū)域可以做很多事情
。因此，我們想找出意識是如何在特定網(wǎng)絡(luò)的層次上在大腦中表現(xiàn)出來的
。

研究意識體驗(yàn)如此困難的原因是它們完全是內(nèi)在的

，其他人無法進(jìn)入。例如，我們可以在屏幕上看到同一張圖片
，但我無法判斷我看到這張圖片的經(jīng)驗(yàn)是否與你的相似
，除非你告訴我。只有有意識的人才能有主觀經(jīng)驗(yàn)
，因此
，評估一個人是否有意識的最直接的方法是讓他們告訴我們他們的情況。

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，但如果你失去說話的能力會發(fā)生什么
？在這種情況下，我仍然可以問你一些問題
，你也許可以簽署你的答復(fù)
，例如點(diǎn)頭或移動你的手。當(dāng)然
，我用這種方式獲得的信息不會那么豐富
，但我仍然可以知道你確實(shí)有經(jīng)驗(yàn)。如果你不能做出任何反應(yīng)
，我將無法判斷你是否有意識
，而且可能會假設(shè)你沒有。

掃描網(wǎng)絡(luò)

我們的新研究

，是七個國家合作的產(chǎn)物
，已經(jīng)識別出了可以指示意識的腦信號，而無需依賴在自我報告或要求患者從事某一特定任務(wù)的需要下
，并能區(qū)分腦損傷后有意識和無意識的患者
。

當(dāng)大腦受到嚴(yán)重?fù)p傷，例如發(fā)生嚴(yán)重交通事故時

，人們可能會最終陷入昏迷
。這是一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)下
，你失去了清醒和意識到周圍環(huán)境的能力
，需要機(jī)械支撐才能呼吸。一般不會超過幾天
。之后
，病人有時會醒來，但沒有任何證據(jù)表明他們對自己或周圍的世界有任何意識——這就是所謂的“植物人狀態(tài)”
。另一種可能性是
，它們只顯示了一種非常微小的意識的證據(jù)，即所謂的最小意識狀態(tài)
。對大多數(shù)病人來說
，這意味著他們的大腦仍然能感知事物
，但他們沒有體驗(yàn)到它們。然而
，這些病人中有一小部分確實(shí)是有意識的
，但只是不能產(chǎn)生任何行為反應(yīng)。

我們使用了一種被稱為功能磁共振成像（fMRI）的技術(shù)

，它允許我們測量大腦的活動和一些區(qū)域與其他區(qū)域“交流”的方式
。具體來說，當(dāng)一個大腦區(qū)域更活躍時
，它消耗更多的氧氣
，需要更高的血液供應(yīng)來滿足它的需求。我們甚至可以在參與者休息時檢測到這些變化
，并測量它是如何變化的在不同的區(qū)域產(chǎn)生不同的大腦連接模式
。

我們對53名處于植物人狀態(tài)的患者、59名處于最低意識狀態(tài)的患者和47名健康參與者使用了該方法

。他們來自巴黎
、列日、紐約
、倫敦和安大略省的醫(yī)院
。來自巴黎、列日和紐約的患者通過標(biāo)準(zhǔn)化的行為評估進(jìn)行診斷
，例如被要求移動一只手或眨眼
。相比之下，來自倫敦的患者接受了其他先進(jìn)的大腦成像技術(shù)的評估
，這些技術(shù)要求患者調(diào)節(jié)大腦產(chǎn)生神經(jīng)反應(yīng)，而不是外部物理反應(yīng)
，例如想象移動手而不是實(shí)際移動它
。

我們發(fā)現(xiàn)了兩種主要的跨區(qū)域交流模式。其中一個簡單地反映了大腦的物理聯(lián)系

，例如只有在兩個區(qū)域之間有直接物理聯(lián)系的區(qū)域之間的交流
。這在幾乎沒有意識體驗(yàn)的患者身上可以看到。其中一個代表了一個非常復(fù)雜的全腦動態(tài)交互作用
，跨越了一組42個大腦區(qū)域
，這些區(qū)域?qū)儆?個在認(rèn)知中具有重要作用的大腦網(wǎng)絡(luò)（見上圖）。這種復(fù)雜的模式幾乎只出現(xiàn)在有一定意識的人身上
。

重要的是

，這種復(fù)雜的模式在病人深度麻醉時消失了，確認(rèn)我們的方法確實(shí)對患者的意識水平敏感
，而不是他們的一般腦損傷或外部反應(yīng)
。

這樣的研究有可能導(dǎo)致人們了解客觀生物標(biāo)記物如何在醫(yī)療決策中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在未來，有可能開發(fā)出一些方法來外部調(diào)節(jié)這些意識信號

，并在失去這些信號的患者中恢復(fù)某種程度的意識或反應(yīng)能力
，例如使用非侵入性腦 *** 技術(shù)，如經(jīng)顱電 ***
。事實(shí)上
，在我在伯明翰大學(xué)的研究小組中，我們正開始探索這條道路
。

令人興奮的是

，這項(xiàng)研究也使我們更接近于理解意識是如何在大腦中產(chǎn)生的。隨著越來越多的關(guān)于人們在經(jīng)歷各種意識狀態(tài)改變時意識的神經(jīng)信號的數(shù)據(jù)
，從服用 *** 到經(jīng)歷清醒夢
，我們也許有一天會解開這個謎團(tuán)。

Davinia Fernández Espejo

，大學(xué)心理學(xué)院和人類大腦健康中心高級講師關(guān)于伯明翰

，本文是在CreativeCommons許可下從對話中重新發(fā)布的。閱讀原文
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