誰說植物人沒意識?他們一樣能想像未來、回憶往事!

2015-03-08 20:00

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如果聽見,請想像......

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在掃描過凱特大腦後的幾年中,我們在英國劍橋的研究團隊嘗試許多不同的方法,想要偵測出植物人腦中的潛在意識(我們稱之為「隱藏意識」)。我們播放語句(由語言構成的長串句子)以及類似語言但不包含真實語言的噪音,然後比較兩者在病人大腦所引發的反應。在許多案例中,我們在原本被認為是植物人的腦中發現與正常人無異的反應:在播放語句時語言知覺區會活化,但在播放類語言的噪音時則不會。不過一如以往,我們無法確定這種看似正常的大腦反應是否反映出先前無法偵測到的意識,或者只是較基本、自動式的神經訊號,而與較高階的意識處理過程無關。

Kayla Kandzorra
如果聽見,請想像......(圖/Flickr@Kayla Kandzorra)

我和曼能、戴維斯(Matt Davis)以及劍橋的其他同事進行了一項重要的後續實驗。我們決定麻醉一些健康的受試者(一群麻醉醫師),然後播放先前可以在植物人腦中激起不同反應的語言和非語言聲音刺激。令人驚訝的是,當這些受試者施打了短效的麻醉藥物丙泊酚之後,語言感知區域的活化程度與他們清醒時的活化程度不相上下。這項重要的證據顯示,植物人身上發現的「正常」大腦反應並不能做為意識的可信指標。大腦似乎會自動化處理語言訊息,即使我們沒有意識到自己正在這麼做。

當時,我們得停下來重新思索。我們必須從不同的角度來檢視隱藏意識。真正的問題並不是我們如何激起病人的大腦活動,而是觀察到的哪一種大腦活動可以用來確認病人擁有意識。我們從古典的臨床意識評估中找到了靈感:指令反應。這就是大家在電視醫學影集中常看到的「聽得見就握我手」測驗法。當然了,由於我們的病人狀態嚴重,無法對指令做出動作回應,但是,他們可否透過思考來產生可測量的腦部反應呢?

(圖/Flickr@torbakhopper)
這個發現有望提升病人的生命品質(圖/Flickr@torbakhopper)

首先,我們與比利時列日大學洛瑞斯 (Steven Laurey)實驗室的神經學家波利(MelanieeBoly)合作,我們要健康受試者想像各種不同的動作,包括唱耶誕聖歌、在家裡的各房間走動、拚命打網球等,然後記錄下大腦反應。其中有許多的想像活動,都會激起強烈且穩定的大腦反應,就宛如受試者真的在進行該動作一般。

透過不需要注射化學追蹤劑的功能性磁共振造影(fMRI),我們發現其中最佳的兩項活動就是想像打網球,以及想像自己在家裡的各個房間走動。的確,在我們掃描過的每一位受試者中,想像打網球都在前運動皮質(與動作計畫有關的腦區)激起了強烈的反應。另一方面,想像自己在家裡走動則會激發頂葉和一個叫做海馬旁回的較深腦區(兩者都和空間位置表徵與定位有關)。就像電視上的醫生告訴病人「如果聽見,請握我手」那樣,我們發現病人的確可以對指令做出可信的反應,當要求他們「如果聽見,請想像打網球」時,fMRI讓我們看見了腦中的反應。

出乎意料的是,這個方法在我們第一次使用於一位看似植物人的病人身上時,就成功了。這位年輕女士是在一次複雜的交通意外中受傷的路人,有相當嚴重的腦傷。在進行 fMRI 掃描之前,她已有長達五個月的時間毫無反應,並且符合植物人所有的國際判定。在掃描時,我們重複要求她分別進行上述兩項想像活動。每當她被要求想像打網球時,前運動皮質就會出現顯著的腦部活動,就跟先前健康受試者的反應一樣。當她被要求想像在自己家中走動時,我們則發現頂葉與海馬旁回有顯著活動,也和健康受試者的反應類似。根據這些發現,我們認為儘管她無法透過身體動作對外在刺激做出反應,但她仍是有意識的。因為這項發現,許多人也改變了對待她的方式,包括醫生、護士和家人。雖然我不能洩露病人的隱私,但我可以根據我的經驗告訴大家,單單發現一位病人有意識,就鼓舞了許多人去探視、回憶往事以及談天說笑,也改善了病人的生命品質。

【科學人2014年第149期7月號】撰文/歐文(Adrian M. Owen) 翻譯/謝伯讓   

本文經授權轉載自謝伯讓的腦科學世界

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