昏迷后还有意识吗？科学家新招 找到沉睡在大脑里的人

昏迷后还有意识吗？科学家开发新方法，找到沉睡在大脑里的人。(示意图/Shutterstock)

昏迷后的人还有意识吗？我们如何与他们重新搭上线？意识对医学界一直是个谜团，不过有科学家尝试开发了新的监测方法，为沉睡的人打开苏醒的生机。

杨德昌导演的电影《一一》里有一幕，老婆婆下楼倒垃圾后陷入昏厥，从此一觉不起。医师叮嘱家人多陪陪婆婆，妈妈便对儿子说：「从今天起，我们每个人每一天都要跟婆婆说话，这样她才会醒过来。」

昏迷的人，真的还有意识吗？他们是否能感知刺激，即便无法给予回应？我们又该怎么与他们对话？

为了回答这些问题，米兰大学的脑科学专家马西米尼（Marcello Massimini）开发出一套全新监测方法，并运用新指标「扰动复杂指数（Perturbational Complexity Index，PCI）」，更精准地判定患者的意识。

●找到沉睡在脑内的人　PCI让家属重燃希望

临床神经生理学专家柯曼杜奇（Angela Comanducci）曾在马西米尼旗下受训。离开实验室后，她第一线治疗意识障碍（DOC）的患者，亲眼见证了PCI的临床影响力。

2020年6月，一名21岁、脑部严重受损而昏迷的女子，被送进柯曼杜奇的病房。「所有临床诊断的测试、实验，都指出她脑内不存在意识活动。」女子的病情非常悲观，家人一度被告知，她很可能永远不会再醒来。

但当柯曼杜奇使用马西米尼的新方法，量测该名女子的PCI，所有人都震惊极了。「只有短短几秒钟，我在萤幕上看到，她还在，在她的大脑里。」这名女子的PCI显示，她的脑内仍存在高度整合性，被判定为尚有极低度的意识。

柯曼杜奇因此对复健人员说：「你们现在起要扮演侦探，四处搜寻、把她找回来！」

接下来数周，复健人员开始定时去移动患者的手指、手臂、腿部，借此刺激她的大脑。他们对着她说话、想要得到一点回应—可能是叹口气、也可能是眼球的微幅转动；医师并开立一种名为阿曼他丁（amantadine）的药物，试图激发脑部仍然健全的区块活动。

1个月后，女子的手指有了动静。在复健人员的帮助下，她渐渐能移动更多手指，用手指活动来回答简单的问题，开始与外界沟通。

●「意识」可能存在　只是我们感觉不到

根据神经科医师吕建荣撰文指出，颈部外伤、脑中风、中枢神经系统感染等，只要影响到脑干或两侧大脑半球的正常功能，都会导致病患昏迷不醒，医学上统称为DOC。

全球每年有上百万人进入DOC。脑死、低度神经活动、植物人都属于DOC的范围，但其意识跟清醒程度还是有差异。在某些情况下，如患者对外界声光刺激没有反应，只会做反射动作（如膝跳反应）等，就会被判定为DOC。

但马西米尼认为，DOC的细致判别并不够严谨。意识原本就源自大脑，而其他脑区很可能因为脑损，造成感官障蔽、截断患者的神经回路，无法做出讯息反应。这让意识只存在大脑中。但我们不能因为患者无法跟外界沟通、联系，就斩钉截铁地说他「没有意识」。意识活动很可能存在，只是我们观测不到。

(示意图/Shutterstock)

●靠现有脑波仪侦测　误判机率高达4成

马西米尼的疑虑不是没有根据。《麻省理工科技评论》报导，实务上，DOC有高达20～40%误判机率。也由于无法确定患者的意识还存不存在，许多人碍于道德压力，不敢替家人拔管；对有苏醒可能性的人来说，医师若能确认患者的细节状况，或许也能采取更精准的复健策略。

早在1924年代，科学家就发明出脑波仪，来确认脑伤者的意识活动—侦测脑中电压、电波起伏，画成波状图像，追踪神经传导的证据。不过，被动监测得来的脑波，依然无法全然跟意识划上等号，因为这当中有太多例外情形。

举例而言，施打麻醉药氯胺酮也会刺激大脑，让某些脑波变得活跃，但麻醉的患者其实仍在无意识状态中。过去也有实证研究显示，当人处于「癫痫重积状态」，脑波会显得非常微弱、跟无意识的人差不多，但患者却又说他们是清醒的，知道自己在哪里、发生什么事。

另一个更大的问题，是大脑本身也有一些活动，如：昏睡状态、视觉干扰、注意力过短、心神懒散…等，都会释放其他振荡频率、干扰脑波，使脑波仪监测失准。

●开发「扰动复杂指数」　判定意识有望更精准

相较于脑波仪，马西米尼研发的PCI，是借由进阶科技、演算法，更客观地测量大脑中的神经活动，以让判断意识活动的精准度提高。

首先，研究人员会先在患者头上加装「穿颅磁刺激仪（Transcranial magnetic stimulation，TMS）」，运用非侵入性的电磁共生原理，对特定区块发送强力、短暂的磁性脉冲。这个步骤的目的，是刺激大脑灰质区，引发神经回路上微量的电流。接着，他们再使用脑波仪，侦测这股电流后续在脑内的扰动状况。

马西米尼指出，根据「整合资讯理论（IIT）」，大脑具有意识时，脑内的整合力会比较高，换句话说，各脑区相互影响的程度更高，产生高度的复杂性（complexity）。相反地，如果是没有意识的大脑，那就只会产生规律、简单的电波扰动，不会有复杂反应。

我们的大脑里，有多达860亿个神经元、100兆个神经网路节点，彼此的交互作用复杂而多变。马里西尼试图要找的，就是这种复杂性。如果电流刺激进入大脑后，产生高度复杂性，那就代表意识还在。他们并进一步开发计算公式，制定出能应用于实务的「扰动复杂指数」。

(示意图/Shutterstock)

●推进大脑研究　以全新角度理解意识活动

英国神经科学家安卓恩·欧文（Adrian Mark Owen OBE）指出，意识通常还可以细分为两种，一是生理的意识清醒（wakefulness）；一是神智的意识清醒（awareness）。生理的意识较好判断，比如熟睡或醒来；但神智的清醒就比较困难，这是令专家比较苦恼的地方。

并非所有人都认同马里西尼的方式。普林斯顿大学神经学家格拉齐亚诺（Michael Graziano）就反对使用PCI，更认为整合资讯理论只是伪科学。不过他也坦言，即便是「颅相学（用脑部形状判断性格）」这样偏门的研究领域，都能带领19世纪的研究，去探索大脑不同的区块与功能，现在就要抹灭PCI的研究价值，或许还太早。

虽然时至今日，不少科学家对「意识存在与否」的问题仍持保留态度，但马里西尼团队开发出的PCI，确实为脑科学研究、临床神经治疗带来更多可能，也将意识的判定向前大幅推进。