科学家利用脑部扫描与植物人对话

　　谈到23号患者的时候，阿德里安·欧文依然很兴奋。该患者在24岁时，一场车祸摧毁了他的生活。他虽然幸存了下来，但反应迟钝，五年来一直处于神经学家所说的植物人状态。那时欧文还是英国剑桥大学的神经学家，他和来自比利时列日大学的同事一起将这名患者放置进一个功能性磁共振成像（fMRI）机器，并开始向患者提问。

脑部扫描资料图。

　　令人难以置信的是，患者回答了问题。他损伤的大脑里的某一特定部分发生了血流变化，这让欧文相信患者还是有意识的，并且能够沟通。这是首次有人能够和植物人交换信息。

　　这种状态的患者，其实已经从昏迷中苏醒过来了。他们大脑的一些功能已经恢复，他们也许能够磨牙、做鬼脸或随机地进行眼球运动。他们也有睡眠觉醒周期，但他们没能对周遭的环境进行反应，这使得医生们认定，患者大脑中关于认知、知觉、记忆和意愿方面的功能区域已经从根本上受损了，也就是说，这些功能区域报废了。

　　欧文在2010年发表的研究引起了媒体的轰动。就职于纽约威尔康奈尔医学院的医学伦理学家约瑟夫·费斯（Joseph Fins）和神经学家尼古拉斯·希夫（Nicholas Schiff），都声称这一发现“改变了临床实践的潜在规则”。伦敦西安大略大学很快就开出2000万加元（即1950万美元）的资金条件吸引欧文离开剑桥。这笔研究资金能使技术更可靠、更便宜、更准确、更便携——所有这些在欧文看来是必要的，因为他想帮助全世界范围内成千上万的植物人。“为病人开启一条沟通渠道，但却不能随即提供一套工具让病人及其家属进行日常交流，这样做是不够的。”欧文如是说。

　　许多研究人员不同意欧文提出的“植物人患者是有意识的”这个观点。但欧文在不断实践，希望这种技术能够找出那些有望康复的病人，指导止痛药的剂量，甚至是深入了解病人的感觉和愿望。“最终，我们要提供那些有利于患者及其亲人的东西。”他说。

　　不过，他拒绝询问病人那个最棘手的问题——他们是否希望结束生命支持——他认为现在去想这些还言之过早。“后果非常复杂，我们需要百分百知道该如何回应后才会这么做。”他提醒道。

　　魔法

　　简单地说，留着红色头发和胡子的欧文是个鲜明的演讲者，他不惧怕公开宣传。他的主页可以连接到他的电视和电台通告。他传授科学，带给人信心和心理防线。

　　欧文的研究可以追溯到1990年代末，当时他在写一个关于功能磁共振成像的临床技术应用的评论。他说自己感受到一种“奇怪的信任危机”。神经成像已经证实了许多从大脑图谱研究中得到的东西，没有任何创新之处。“我们仅仅调整了一个用于精神分析治疗的测试，来看发生什么。”欧文说。至于真正的临床应用，“我意识到不会有任何发现，这点大家都心知肚明。”

　　欧文想发现一些不寻常的东西。他和同事在1997年得到了这样的机会，凯特·班布里奇（Kate Bainbridge），一个26岁的病人因为病毒感染陷入昏迷状态——这种情况一般持续2至4周，此后患者要么死亡，要么完全恢复，或在极少数的情况下，会变成植物人或者是进入一种几近无意识的状态——这在最近被定义为一种间歇性意识活动的暗示。

　　几个月后，班布里奇的感染消除了，她被诊断为植物人。欧文曾对正常人用过正电子发射断层扫描（PET），并发现：当人们看到了一张熟悉的面孔时，大脑中的梭状回面孔区（FFA）会被激活。当研究小组向班布里奇展示那些她熟悉的面孔，并扫描她的大脑，“它亮得像一棵圣诞树，尤其是FFA。”欧文说，“这是一切的开始。”班布里奇被证实有明显的大脑运转功能且复原反应良好。2010年，班布里奇虽然还坐在轮椅上，但其他功能活跃，她写信感谢欧文对其大脑的扫描。“如果没有这次大脑扫描，我不敢去想会发生什么样的事情，”她写道，“这一切就像魔法，发生在我身上了。”

　　欧文从视觉转向听觉继续研究——“按照认知梯度，从基本的声音感受、言语感知到言语理解”。例如，他向植物人展示的短语里面，包含着发音相同但含义不同的单词，如“在碗里的枣和梨”。这种模棱两可迫使大脑更用力地运转。在正常人的实验中会出现fMRI模式——这表明他们在理解单词。而一个因为中风而失去意识的30岁患者，在实验中显示出相同的模式。值得注意的是，不是每个人都相信这种迹象代表理解。“每次我跟一个神经科或麻醉师说，‘他能感知语言’，他们会问，‘但是他有意识吗？’”欧文意识到，他需要一个不同的实验来说服那些持怀疑态度的人。

　　网球

　　2006年六月，温布尔顿网球公开赛正在进行。在一项研究中，欧文让一个植物人状态的23岁女子想象着自己正在打网球和正在穿过自己的房间，并对她进行了fMRI扫描。一般对于身体状况正常、有意识的成年人来说，在想象打网球时，脑中辅助运动区的运动皮层都处于持续活跃状态；而当他们想象穿越房间时，海马旁回显示活跃。在交通事故发生后的5个月里，这个女患者是没有反应的，然而在这之后却发现她和身体健康的志愿者在想象这些活动时的大脑活动模式有着惊人相似。欧文认为，这证明她是有意识的。这一发现经欧文提炼成一页纸的文章，发表在《科学》杂志上，引来了许多好奇和怀疑。“我常收到两种类型的电子邮件。人们要么说‘这太伟大了’，要么说‘你怎么确定这个女人是有意识的呢’。”欧文如是说。

　　其他的研究人员争辩道，这个患者的回应并非意识清醒的信号，而是像膝跳反射那样的一种下意识的反应。丹尼尔·格林伯格（Daniel Greenberg），加州大学洛杉矶分校的一位心理学家，给《科学》写信暗示：“大脑活动会被指令的最后一个词下意识地触发，这个词通常都是指向被想象的物品。”

　　但是欧文继续埋头寻求支持他研究的案例。在和列日大学神经病学和神经学家史蒂文·洛雷（Steven Laureys）的合作研究结果表明， 54位植物人或几近无意识的患者中，有5位和前面提到的女患者一样做出回应，4位仍然处于无意识状态。在调整方法后，研究人员让23号患者使用是非判断能力来回答问题：想象打网球的时候回答“是的”，穿过房间的时候回答“没有”。然后他们进一步问一些脑部扫描技术人员不可能知道的事情。

　　“你父亲叫托马斯吗？”“不是。”“你父亲的名字是亚历山大吗？”“是的。”“你有兄弟吗？”“是的。”“你有姐妹吗？”“没有。”这个实验对患者来说并非易事，患者必须集中精力30秒，然后休息30秒，并不断重复这个过程。

　　在计算机屏幕显示的fMRI数据面前，欧文跟踪了表示活动在辅助运动区的蓝线——回答“是的”——因为它在回答阶段上升，在休息时间下降。而表明在海马旁回区域活动的红色线——代表“不是”，这条线轮廓分明。欧文将这个结果称作“显而易见的含意”。“你不需要成为一个脑功能成像专家，就可以判断这个人所想要告诉你的。”欧文说。患者在六个问题里答对了五个。

　　德克萨斯大学奥斯汀分校的神经成像专家，拉塞尔·波特拉克（Russell Poldrack）称欧文的方法十分巧妙，“以前我真不知道怎么和人解释，现在当我想给别人解释磁共振的时候，我会使用这些例子。”

　　但伦敦帝国学院的临床神经科学家，纳契夫（Parashkev Nachev）则对该研究提出了质疑，认为它是基于“假设意识是一个二进制现象”这个前提之上的。但对于比如许多患有某些类型的癫痫发作的人来说，也会在没有意识的情况下表现出有限的反应。纳契夫认为需要更多的数据才能明确植物人是在认知能力的哪个阶段出了问题。

　　欧文承认意识并非一件“非有即无的事”。他认为这是大脑中各个“模块”一起运转时的一个“突现的产物”。欧文说，这些有反应的患者的大脑中有足够的模块在运转才可以看作是清醒的。一个人需要长期记忆知道网球究竟是什么，同时需要短期记忆去记住问题、命令和回答的意图。欧文最终关心的并不是精确定位一个是否有意识的门槛，或者给它提供一个全面的定义。他运用“眼见方知”的方法。在他看来，能够回应命令和问题——进行沟通——就是一个不可否认的有意识的活动。“如果最后他们说没有理由去相信病人是有意识的，那我只能说‘那好，我也没有理由相信你是有意识的。’”欧文如是说。

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