“读心仪”:读懂“植物人”心思

2017-06-30 18:22
自然与科技 2017年5期
关键词:欧文状态大脑

你在医院里醒来,却不能说话,也无法动弹,连动一下眼睑也做不到。但是你能听到医生说话,医生告诉你的家人说,你已处于植物人状态,你对周围的一切都已经没有了任何感觉,可是你没有办法让任何人知道事实并非如此。就这样过了许多年,直到有一天,你的大脑被连接到了某个机器上,你可以通过脑电波与外界进行沟通交流。虽然这台机器只能让你回答“是”或“不是”,但你的生存状态与之前相比却有了天壤之别,你可以让照料你的人知道:你渴了,你想坐起来,甚至你还可以选择你想要看的电视节目。

近年来,这种“读心”技术的突破给少数可能患有严重闭锁综合征的人带来了好消息,之前这些人往往都被诊断为植物人。初期的“读心”设备极为庞大,需要一个实验室和一个巨大的磁共振成像扫描仪才能操作。如今有两个研究团队开发的“读心”设备体积大为缩小,可以带回患者家中使用,帮助那些被诊断为“植物人”的患者与他人进行日常生活中的交流,同时这项技术还有助于识别那些被误诊为“植物人”的病人。

闭锁综合征患者与真正的植物人是完全不同的,他们的意识实际上是清醒的,但他们中的一些人除了眼球可以动之外,全身都处于瘫痪状态而无法动弹。加拿大西安大略大学的阿德里安·欧文担心的是,有的被诊断为植物人的患者被认为是安全没有意识的,但实际上他们拥有清醒意识,但是无法让别人知道这一点。“对于一些完全瘫痪的闭锁综合征患者,很可能会被误诊为植物人。”他说。

欧文希望能够给予这类患者更多帮助,尽可能给他们提供与外界交流的可能途径。

一些患者在昏迷后往往进入一种半清醒状态,他们有时会睁眼,但目光无法聚集。对于他人试图与之沟通的努力没有回应,这是衡量患者是否拥有意识的一个关键指标。虽然没有官方的统计数字,但据牛津大学附属医院神经康复顾问德里克·韦德估计,在英国持续处于植物人状态中的患者大约有6000名。

但欧文的研究小组发现,这些人中有相当一部分实际上是能够理解他人意思并做出反应的。2010年时,研究小组使用磁共振成像扫描仪演示了这些患者的大脑活动,研究人员要求被测试的患者想象自己在打网球或散步回家等,扫描显示约有五分之一的测试者能够根据提示想象不同的活动,到目前为止其中3人已经能够通过他们的心理活动产生的不同的大脑活动模式,来对一些提问做出简单的“是”或“不是”的回答。

例如,一个在车祸后被诊断为植物人长达12年的患者,在测试中对于关于他自己、他的护理者和家人名字的提问,能够做出正确的回答。他还表明他的身体没有痛苦,表示他喜欢看电视上的冰球比赛。“对于他的家人来说这些非常重要,”欧文说。“这关系到患者的生活质量。”

但是,大脑扫描费时费力,无法通过这种方式帮助患者与他人进行经常性的频繁交流。功能核磁共振成像设备的庞大和成本意味,这种技术不是大多数家庭护理所能够拥有的。为了让更多患者能夠享受到这种“读心术”,欧文的团队新开发出的技术可以通过电极帽来记录大脑活动电信号。在实验中,研究人员尝试让患者在大脑里想象做捏手或摆动脚趾的动作。在被诊断为植物人状态的16名患者中,有3人能够通过大脑活动模式显示对这些指令做出的反应。但欧文认为还是有可能会错过一些拥有意识的患者,因为即使是在没有脑损伤的健康志愿者对照组中,也有四分之一的人在这项测试任务中感到困难而无法完成。“在大脑里想象捏压自己的手是相当困难的。”他说。

如今欧文开发的一种新版本“读心仪”,可将振动器放在患者手臂上,要求在回答某个问题时将大脑注意力集中于振动器上。大脑专注于振动等感官信息,似乎比用大脑想象某种动作,脑电图信息更容易读取,“触觉刺激效果很好。”他说。“我们已经走出了成功的第一步。”

但有人担心一些夸大宣传会给一些处于真正植物人状态的患者家属带来虚假的希望。还有批评者称,欧文认为被误诊为植物人的患者,实际上是处于一种最微弱意识状态(MCS)之中,这类患者可以显示某些意识存在的迹象,比如能够睁眼。如果是这种情况,他们并不需要“读心”仪器来与别人交流,只要能够诊断他们还有意识,并让护理人员知道这一点,就能想办法与其沟通。

但欧文坚称,他的研究表明,大约20%被诊断处于植物人状态的患者确实拥有某种程度的意识,他的最新版本的脑电图“读心仪”将有助于发现这些患者。目前现有的适合于典型闭锁综合征患者使用的脑电图通讯设备,可以通过大脑心理活动选择屏幕上出现的字母,再通过电极实时接受大脑活动信号,达到与外界沟通的目的。

奥地利一家公司为交流有困难的人开发了一种腕式振动垫脑电装置,去年年底在欧洲开始销售。比利时列日大学史蒂文·洛雷斯领导的一个研究小组让经典闭锁综合症患者试用测试后发现,这种腕式振动垫式脑电装置通过电极可接收到更清晰的大脑活动信息,完全闭锁的患者也有可能利用这种仪器与他人沟通交流。

欧文对这种“读心”技术相当乐观:“我认为我们可以设计出能在家庭中普及使用的‘读心仪器,我们有信心达成这个目标。”

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