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植物人有意识末?

来源:TranslationalMedCN    发布时间:2019-03-24 19:23:02

重点提要
创伤照护的进步,使越来越多的人在脑伤后得以存活,但却活在植物人或最小意识状态中。研究人员正使用脑造影技术,来判断哪些病人可能仍有某些程度的意识,或是否可能恢复意识。
功能性磁共振造影(fMRI)已经发现某些被诊断为「植物人」的病人拥有意识。某些病人可以透过想象某个特定活动来回答「是」,以及想象另一个特定活动来回答「否」。
临床究人员也使用脑电图技术(EEG)建立更简单的临床方法来探测意识。更长远的未来,脑机接口的研究还可以让拥有隐藏意识的病人得以与外界沟通。

我从事无行为反应病人的意识状态研究,可以追溯到1997年第一次见到凯特的那一刻。她是来自英国剑桥的年轻教师,在一次类似感冒的症状后陷入昏迷。在几个星期内,她的医生就宣布她是植物人,更精确地说,她仍有睡眠周期,不过却没有知觉意识。她的眼睛会闭阖,而且她也似乎会短暂快速地张望医院病房的四周,但是,她却没有显示出一点心理思考的迹象,对于家人和医师的刺激及鼓励,她也没有任何反应。

当时我正在英国剑桥大学测试新的脑造影方法,我的同事、急性脑伤研究专家曼能(David Menon)建议我们用正子断层扫描(PET)来看看能否侦测到她脑中任何认知活动的迹象。虽然机会渺茫,但是我们认为有些新的脑造影技术或许有可能成功。当凯特在脑造影机器里接受扫描时,我们在她眼前的计算机屏幕上闪过许多她朋友及家人的照片,并在她脑中寻找活动迹象,结果非常惊人。她的大脑不只对脸孔有反应,其活动型态还跟一般健康的人在看到亲人脸孔的反应十分相似。

这代表什么意思呢?凯特难道有意识,只是外表看不出来?还是说,这只是某种反射反应?在我们知道如何回答这个问题之前,我们可能得先花上10年去研究并改善方法才行。

找出答案的需求越来越迫切。由于近年来在创伤照护、急救处理以及重症医学上的进步,像凯特这样严重脑伤后存活的病人越来越多,他们活着,却没有任何医学证据显示他们有意识,这种病人几乎在每个拥有良好护理设备的城镇医院中都可以找到。决定该给他们多少照护和治疗、多少生命辅助设备、如何权衡家人的希望与病人的预先医疗指示(如果有的话),这些都是令人苦恼且常涉及官司的棘手道德问题。有些病人会恢复至某种程度,但是,哪些人会恢复、又恢复到何种程度,则很难预测。有些病人会进入最小意识状态,表现出一些不一致但却可重复出现的意识特征(见右页〈迷失在灰色地带〉)。有些病人则会维持植物人的状态,直到死亡,而这段时间有时会长达数十年。如果可以区分植物人不同的状态,将可以为病人做出最佳医疗决定。

如果听见,请想象......

在扫描过凯特大脑后的几年中,我们在英国剑桥的研究团队尝试许多不同的方法,想要侦测出植物人脑中的潜在意识(我们称之为「隐藏意识」)。我们播放语句(由语言构成的长串句子)以及类似语言但不包含真实语言的噪音,然后比较两者在病人大脑所引发的反应。在许多案例中,我们在原本被认为是植物人的脑中发现与正常人无异的反应:在播放语句时语言知觉区会活化,但在播放类语言的噪音时则不会。不过一如以往,我们无法确定这种看似正常的大脑反应是否反映出先前无法侦测到的意识,或者只是较基本、自动式的神经讯号,而与较高阶的意识处理过程无关。

我和曼能、戴维斯(Matt Davis)以及剑桥的其他同事进行了一项重要的后续实验。我们决定麻醉一些健康的受试者(一群麻醉医师),然后播放先前可以在植物人脑中激起不同反应的语言和非语言声音刺激。令人惊讶的是,当这些受试者施打了短效的麻醉药物丙泊酚之后,语言感知区域的活化程度与他们清醒时的活化程度不相上下。这项重要的证据显示,植物人身上发现的「正常」大脑反应并不能做为意识的可信指标。大脑似乎会自动化处理语言讯息,即使我们没有意识到自己正在这么做。

当时,我们得停下来重新思索。我们必须从不同的角度来检视隐藏意识。真正的问题并不是我们如何激起病人的大脑活动,而是观察到的哪一种大脑活动可以用来确认病人拥有意识。我们从古典的临床意识评估中找到了灵感:指令反应。这就是大家在电视医学影集中常看到的「听得见就握我手」测验法。当然了,由于我们的病人状态严重,无法对指令做出动作响应,但是,他们可否透过思考来产生可测量的脑部反应呢?

首先,我们与比利时列日大学洛瑞斯(Steven Laurey)实验室的神经学家波利(MelanieeBoly)合作,我们要健康受试者想象各种不同的动作,包括唱耶诞圣歌、在家里的各房间走动、拚命打网球等,然后记录下大脑反应。其中有许多的想象活动,都会激起强烈且稳定的大脑反应,就宛如受试者真的在进行该动作一般。

透过不需要注射化学追踪剂的功能性磁共振造影(fMRI),我们发现其中最佳的两项活动就是想象打网球,以及想象自己在家里的各个房间走动。的确,在我们扫描过的每一位受试者中,想象打网球都在前运动皮质(与动作计划有关的脑区)激起了强烈的反应。另一方面,想象自己在家里走动则会激发顶叶和一个叫做海马旁回的较深脑区(两者都和空间位置表征与定位有关)。就像电视上的医生告诉病人「如果听见,请握我手」那样,我们发现病人的确可以对指令做出可信的反应,当要求他们「如果听见,请想象打网球」时,fMRI让我们看见了脑中的反应。

出乎意料的是,这个方法在我们第一次使用于一位看似植物人的病人身上时,就成功了。这位年轻女士是在一次复杂的交通意外中受伤的路人,有相当严重的脑伤。在进行fMRI扫描之前,她已有长达五个月的时间毫无反应,并且符合植物人所有的国际判定。在扫描时,我们重复要求她分别进行上述两项想象活动。每当她被要求想象打网球时,前运动皮质就会出现显著的脑部活动,就跟先前健康受试者的反应一样。当她被要求想象在自己家中走动时,我们则发现顶叶与海马旁回有显著活动,也和健康受试者的反应类似。根据这些发现,我们认为尽管她无法透过身体动作对外在刺激做出反应,但她仍是有意识的。因为这项发现,许多人也改变了对待她的方式,包括医生、护士和家人。虽然我不能泄露病人的隐私,但我可以根据我的经验告诉大家,单单发现一位病人有意识,就鼓舞了许多人去探视、回忆往事以及谈天说笑,也改善了病人的生命质量。

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