隐匿意识:苏醒的征兆?******
隐匿意识:苏醒的征兆?
撰文 扬·克拉森(Jan Claassen) 布赖恩·L.埃德洛(Brian L.Edlow) 翻译 臧迪
昏迷病人无法对外界刺激做出反应,看上去早已失去了意识。但科学家发现他们大脑深处潜藏着隐匿的意识,这很可能是他们能否苏醒甚至康复的关键。
1.神秘的昏迷
一个医疗小组围在玛丽亚·马祖尔克维奇(Maria Mazurkevich)的病床四周,所有的目光都聚焦在她身上——而她却什么都没做。7月里炎热的一天,30岁的马祖尔克维奇被哥伦比亚大学纽约长老会医院收治入院。在入院前数日,她在家中突然丧失了意识。起因是大脑血管破裂,出血区域对她大脑的关键区域造成巨大压迫。彼时,医院神经重症监护室的医护小组正在寻找能表明马祖尔克维奇可以听到他们的任何迹象。她当时还需要机械呼吸机辅助呼吸,生命体征平稳,但没表现出任何具备意识的迹象。
马祖尔克维奇的父母也在她的病床边问道:“我们能和女儿说话吗?她听到我们说话了吗?”但她好像什么都不知道。在两位作者中,克拉森医生是马祖尔克维奇医疗小组的成员。当他要求马祖尔克维奇睁开眼睛、举起两根手指或者动动脚趾时,她一动不动。她的双眼也不会跟随视觉线索移动。然而,她的亲人仍认定她还“在那里”。
马祖尔克维奇确实“在”。医疗小组给她做了脑电图(EEG)——通过在头部放置传感器来监测大脑的电活动,同时要求她“持续开合右手”,然后“停止开合右手”。尽管马祖尔克维奇的手没有任何动作,但在两种命令下,她的大脑活动模式表现出了差异。大脑的反应清楚地表明,她察觉到了这些指令,并发现这两种指令是不同的。此后大约过了一周,她的身体开始跟上大脑的步伐。伴随着细微的反应,马祖尔克维奇开始渐渐苏醒过来。不到一年,她几乎完全康复了,身体和认知能力都没有出现重大缺陷。现在,她已经成为一名药剂师。
2.隐匿的意识
马祖尔克维奇的经历展示了“隐匿意识”(covert consciousness)的存在:一种大脑能在一定程度上表现出理解外部世界、身体却没有反应的状态。当医生使用先进的脑成像方法或复杂的脑电活动监测技术,对表现为昏迷或其他无反应状态的病人进行评估时,高达15%~20%的病人能表现出具备隐匿意识的迹象。但多数能探测到隐匿意识的技术和方法,直到近期才得到完善。
这些方法正在改变我们对昏迷和其他意识障碍疾病的理解。而我们在哥伦比亚大学的研究也表明,对于早期就发现拥有隐匿意识的病人,最终能完全恢复意识和认知功能的可能性更高。如果是在几十年前,这些发现可能会让绝大多数神经科医生和神经科学家大吃一惊。由此可见,识别这种隐藏的意识状态,以及研发如何与处在这种状态的病人交流的方法极为重要。
昏迷病人的标准定义为无意识、无法被唤醒、没有任何知觉或与外界环境互动的迹象。与处于深度睡眠中的人相比,由严重脑损伤导致昏迷的病人可能看起来并没有差别,只是大多数昏迷的病人不能自主呼吸,需要依靠呼吸机和人工气道的辅助。
一些人认为陷入昏迷很容易恢复,或者反之,认为昏迷后,人就进入了一种“活死人”状态——这两种极端的认知都是错误的。对于这种现象,电影、小说等作品对于昏迷的通俗描述或许应该承担一部分责任。例如,在电影《杀死比尔》中,乌玛·瑟曼饰演的新娘突然从长期昏迷中醒来,在没有任何喂养管辅助进食的情况下,她看起来营养充足、状态良好,在数小时内就完全恢复了体力。然而,现实远比电影情节更具挑战性,昏迷病人漫长的康复之路,总是伴随着各种频发的医疗并发症、身体机能退化等问题。他们恢复的进程在缓慢地小步前进,但也不得不走上许多回头路。严重脑损伤后昏迷的病人通常需要留置胃管以获取营养,接受气管切开术以通过颈部的人工气道呼吸,而后还要经历数周至数月的康复阶段。但身体恢复的过程总是多变且不可预测,即使对于像马祖尔克维奇一样最终恢复生活自理能力的人来说,也是如此。另一方面,对昏迷病人过于悲观的看法也是不准确的,人们可能会认为所有这类病人都注定无法从昏迷中苏醒,直到最终离世,或者他们即使活下来也会伴有严重残疾。但对于一些病人而言,即便经历了长时间昏迷,他们仍有可能恢复意识、沟通能力甚至生活自理能力。
随着时间的推移,医学界对昏迷和意识的看法已经发生改变。在20世纪60年代,神经内科和神经外科医生注意到,一些昏迷的病人睁开了眼睛,但没有表现出与周围环境的交互。许多此类病人一直保持这种状态直至离世,这使得一些临床医生认为,一旦以这种方式失去意识,就不可能再恢复。
然而,在20世纪90年代,关于“永久性”植物状态的病人恢复意识的报道开始出现在医学文献中。不同于昏迷,在植物状态下的病人可以睁闭双眼,但他们仍然无法做出自主反应。这些报道推动神经重症监护和康复医学领域发展出了更精细的分类,比如微意识状态。这一状态的特征是具备非言语反应,比如用眼睛追踪物体,或间歇性遵从指令。医生发现,病人的预后与所处的这些状态有关。例如,从植物状态转变为微意识状态的病人进一步康复的可能性更大。
在重症监护室,能及早发现并预测意识恢复往往是生死攸关的问题。因为通常家属需要在病人受伤后的10~14天内决定继续还是停止生命维持治疗——此时外科手术是支持长期辅助呼吸和临床营养的必要治疗方法。此外,对于隐匿意识的诊断还可能会影响照护目标、疼痛管理、临床医生和家属的床旁诊疗操作和护理行为、抑郁和焦虑管理等相关的临床决策。
3.理解和诊断
那么对于临床医生和病人家属,要如何理解隐匿意识呢?我们可以从闭锁综合征的视角来了解一些概念。闭锁综合征的病人可能保留了正常或接近正常的认知,但无法支配身体执行大多数运动动作。这一病症说明了仅基于运动功能去判断意识、思维能力和情绪表现的局限性。1966年,神经病学家弗雷德·普拉姆和杰罗姆·波斯纳在他们的专著《昏迷和木僵的诊断》(The Diagnosis of Stupor and Coma)中创造了术语“闭锁”。他们将大仲马的经典作品《基督山伯爵》中的诺瓦蒂埃·德·维尔福描述为“一具有着灵动双眸的尸体”。在临床实践中,闭锁综合征的病人通常无法移动他们的四肢,但许多人可以稳定地控制他们的眼球上下移动,从而响应口头指令。一些病人也能眨眼或者做出其他细微的面部运动。
以闭锁状态生活的体验,被《ELLE》杂志的编辑让-多米尼克·博比生动地描绘了出来。1995年,让-多米尼克·博比突发中风,中风阻断了从大脑运动皮层到脊髓和四肢的信号传递,也导致他失去了说话和移动四肢的能力。此后,他开始用眼球的移动来与他的语言治疗师交流,并撰写了一本回忆录——《潜水钟与蝴蝶》(于1997年出版)。这本书捕捉到了闭锁综合征病人可能会经历的恐惧、挫折和希望。值得一提的是,一些处于闭锁综合征状态的病人曾述说自己的生活很有意义。
而隐匿意识状态的病人完全丧失了外在的运动反应,远甚于闭锁综合征的病人。但这并不意味着他们也丧失了内心世界。2006年,美国西安大略大学的神经科学家阿德里安·M.欧文和同事检测了一名有严重创伤性脑损伤的年轻女性,该病人拟诊为植物状态。医疗团队使用功能性磁共振成像(fMRI)扫描对她进行了评估,该技术是通过追踪大脑中的血液动力反应来显示脑中的激活区域。在扫描过程中,临床医生要求她想象自己正在打网球或正走过自己的房间。令欧文和同事惊讶的是,这位女士的大脑活跃程度与健康志愿者相当。而对比网球任务与步行任务,她的大脑活动模式也表现出两种不同的状态,这表明她可以有意识地改变自己的大脑活动模式。
此后,临床医生在世界各地的病人中发现并确认了隐匿意识的存在,而这些病人有着不同类型的脑损伤。2017年,麻省总医院重症监护室接收了一批严重脑损伤病人,他们看起来对外界毫无知觉,但临床医生却在他们身上同样发现了隐匿意识。这表明隐匿意识不仅会发生在病人昏迷数周之后,也可能发生在近期受伤的急性期病人身上。为了诊断隐匿意识状态,临床医生使用不同的行为任务,比如要求病人开合双手,或者想象自己正在游泳,同时他们借助脑电图或功能性磁共振成像记录病人在执行这些任务时的脑响应。尽管使用的方法有所不同,但世界各地的多个研究小组已经能再现这些脑响应。具有隐匿意识的病人在被要求移动身体部位或想象做某项活动时,可以有意地改变他们的大脑模式。但从表象上看,他们的身体并没有表现出任何试图完成指示运动的迹象。
然而,我们对这种认知功能超过运动表达的状态仍然知之甚少,而脑电图和功能性磁共振成像技术也都有局限性。这些方法可能无法在一些后来恢复意识的病人中检测到有意的大脑活动。同时,这两种技术还可能受到镇静药物的干扰,而镇静药物是保障大多数危重病人安全或舒适的前提。此外,功能性磁共振成像通常需要一个专门的机房。这意味着,想要做磁共振扫描,就需要将身体状况不稳定的病人从重症监护病房转移到机房中,这一过程很可能会置他们于危险之中。还有一个问题是,磁共振成像的重复测量过程并不容易,因此它只能提供短时间内病人意识水平的快照。脑电图的设备倒是可以经常放在病床旁进行检测,它能在不同的时间内捕捉意识水平的快照——但是这种方法也有不足。重症监护室里其他医疗设备产生的电子噪声会影响脑电图读取到的信号,导致测试反映的是伪迹而不是真实脑活动。
尽管这两种方法仍然需要改进,但已有充分的证据表明它们可以用来诊断隐匿意识,它们也已经在美国(2018年)和欧洲(2020年)的临床指南中得到认可。如我们研究小组在2019年发表的工作所展示的(2022年也再度证实),如果能在病人脑损伤后的早期探测到隐匿意识的存在,就可以预测病人在随后也能出现意识恢复的表现。预测还可以具体到行为的恢复、长期功能的恢复以及恢复的速度。而在此类研究突飞猛进的基础上,一群科学家于2019年共同发起了“昏迷治愈行动”。这是一个由神经重症监护学会牵头的国际合作项目,旨在引导医疗资源和公众关注这一疾病,达成研发促进意识恢复新疗法的目标。
神经病学家正尝试开发一种测试手段,用来判断哪些病人可能处于隐匿意识状态,从而为选出的病人做进一步的脑电图和功能性磁共振检测。虽然世界各地的实验室正在努力开发这种筛查方法,但进展缓慢。这是因为隐匿意识出现的结构和功能性机制尚不明确,临床医生无法明确具体需要寻找些什么。最近的研究表明,脑损伤切断了丘脑——一个在身体和大脑之间传递运动信号和感觉信息的区域——与负责高级认知功能的大脑皮层之间的联系,这可能是造成这种情况的原因。然而,导致病人运动功能障碍、同时却具有隐匿意识的,可能并非单一类型的损伤,而是多部位出现的多种损伤的组合。严重脑损伤病人的意识水平会经常波动,也使得检测隐匿意识的临床工作进一步复杂化。这种意识水平的波动意味着单次评估可能会遗漏重要的信号,因此病人可能需要接受多次测试。
4.与昏迷者沟通
基于最近有关隐匿意识的发现,研究人员正试图借助脑机接口设备与这些病人重新建立联系并进行沟通。当医生要求病人在电脑屏幕上移动鼠标光标时,这些设备可以记录病人大脑的电活动。通过“训练”,计算机将“学习”识别病人试图向左、向右、向上或向下移动光标时脑中产生的生理信号。一旦训练完成,脑机接口设备就可以通过识别大脑模式来帮助病人用意念控制光标。这些病人甚至可以用这种方法来选择字母,实现拼写出单词。
显然,脑机接口设备将是隐匿意识病人与外部世界沟通的理想途径。但若想使用这种技术,还需要克服巨大的挑战,特别是对那些急性脑损伤病人而言。这些病人的持续注意能力可能已受到损伤,因此长时程的脑机接口训练通常不太可行。此外,重症监护室繁忙嘈杂的环境也不是进行脑机接口训练的理想场地。回到本文开篇描述的案例,尽管马祖尔克维奇具有隐匿意识,而且她最终恢复情况极好,但她在当时也没能激活脑机接口,实现与医疗团队或家人的沟通。
事实上,隐匿意识病人与外界的沟通也可以通过功能性磁共振成像技术实现。几年前,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的认知心理学家马丁·蒙蒂曾研究过一组无行为反应的病人,他尝试用磁共振成像法判断他们是否具备隐匿意识。蒙蒂想探究的是,通过识别不同的功能性磁共振激活模式,判断病人是不是可以准确地回答出“是”或“否”。这项工作需要实时地分析成像数据,因此需要协调大量不同种类的技术。参考欧文在2006年的研究,蒙蒂也让病人想象自己正在打网球或者正走过自己的公寓。不同之处在于,蒙蒂并非单纯地寻找大脑活动的信号,他更想知道病人对问题的理解能力是否好到可以做出准确的应答。他告诉病人,如果一个问题的答案为“是”,那么就想象自己正在打网球;如果答案为“否”,那么就想象正走过自己的家。最终,蒙蒂在研究对象中识别出一位能使用这种方案进行稳定交流的病人——他创建了一种大脑活动模式用于回答“是”,另一种模式用于回答“否”。尽管对于这一方案能否扩展到更广泛的应用还存在疑问,但他的研究表明,与处于隐匿意识状态的病人进行沟通是可能的。
若想进一步改善与隐匿意识病人的沟通,需要在床旁使用可靠的工具来识别他们。目前,许多研究团队正在开发更先进的沟通技术,比如脑电图技术,因为它更容易纳入重症监护室的临床常规中。而在使用脑机接口设备时,也可以结合大脑活动信号之外的生物信号,比如心率,这样就可以通过算法解码病人控制计算机的意图,提高识别的准确性。
对隐匿意识的诊断和探索,除了能解决救护危重病人这一紧迫的问题外,还具有探索人类心智的潜力。意识是我们之所以为人这种体验的根本,但在隐匿意识状态下,意识与行为却是分离的。那么隐匿意识病人的内在精神生活是什么呢?可以说,对隐匿意识的检测从根本上影响了我们对个体人格和自主性的抽象理解。目前,我们还无法通过脑机接口与隐匿意识病人进行深入交流。而迄今为止,那些恢复了沟通能力的隐匿意识病人在之后接受采访时,都表示不记得有隐匿意识的经历。比如,马祖尔克维奇并不能回忆起她在重症监护室昏迷那段时间里的任何事情。因此在很大程度上,隐匿意识的经历仍然是一个谜。
但不管隐匿意识的发生机制如何神秘,医生都必须利用所有可用的技术和资源,在那些似乎没有任何反应的病人身上寻找是否有意识存在,这是对医生的道德约束,它并不神秘。在“昏迷治愈行动”的引导下,增加获取这些技术和资源的机会已是医学界的一个基本目标和挑战。有了这些工具,我们可以期待一个所有隐匿意识病人都能为自己发声的未来。
(本文译者臧迪是复旦大学附属华山医院神经外科的博士生,研究方向为意识缺失状态的神经基础、意识障碍的神经影像诊断与神经调控治疗)
(图文由《环球科学》杂志社供稿)
《光明日报》( 2023年01月12日 14版)
东西问 | 人类首次不停靠环航北冰洋 翟墨:如何通过航海沟通中西?******
中新社北京1月18日电 题:人类首次不停靠环航北冰洋 翟墨:如何通过航海沟通中西?
中新社记者 万淑艳
从上海出发,历经504天,航程28000余海里,有着“环球航海中国第一人”之称的航海家翟墨穿越北极“死亡航道”,经受极地气旋、冰山、大雾、巨浪等艰难险阻,近日完成了人类历史上首次不停靠环航北冰洋之旅。
从古迄今,东西方航海家不断探索海洋文明,促进不同文明交流互鉴。如今,海洋生态灾害频发,突发环境事故不断,海洋治理问题成为全球共同面临的课题。翟墨近日接受中新社“东西问”专访时表示,航海改变了其世界观,从陆地上看海洋与从海洋上看陆地,视角完全不同,各国应海纳百川,求同存异,共同发展,和平利用海洋资源。
视频:【东西问】人类首次不停靠环航北冰洋 翟墨:如何通过航海沟通中西?来源:中国新闻网
现将访谈实录摘要如下:
中新社记者:历时504天、航行28000海里,你完成了人类历史上首次不停靠环航北冰洋的壮举。你发起此次航行的初衷是什么?
翟墨:2002年,我在荷兰认识了一位名叫汉克的航海家。他在北冰洋航行时,被冰川冻住了航路近一年,次年夏天才得以返航。听汉克回忆这段经历时,我已有两年航海经验,于是也想尝试环航北冰洋。
我还拥有联合国开发计划署“捍卫自然”宣传官等身份,这次航行不仅为了实现梦想,而且希望让更多人关注全球变暖和灾害性气候问题。去年我们航行时,西伯利亚气温已达37摄氏度。如果南北极冰川继续融化,再过几十年,很多岛国或将不复存在。我呼吁全球民众重视环保,热爱地球,减少碳排放。
中新社记者:为何此前无人完成不停靠环航北冰洋?
翟墨:首先,前些年气候变暖没这么快,布满冰川行驶困难,而且北冰洋气候条件复杂,危险重重。其次,过去北极东北航道和西北航道多是分开航行,东北航道有很大面积处在管控区,航行不便。
中新社记者:北极航道大部分时间被厚厚的冰层覆盖而被称为“传说中的航道”,而北极东北航道又被称为“死亡航道”。你在环航中经历了哪些惊险时刻?
翟墨:我和两位船员于2021年6月30日起航,最初计划历时约4个月,全程16000余海里,但途中遇到了各种艰难险阻,让航程延长了1年多。
北极东北航道危机四伏,被称为“死亡航道”,白令海峡、楚科奇海、巴伦支海等都是后人为纪念在此遇难的航海先驱而命名的。茫茫大海上突然出现的浮冰和冰山就像墓碑一样矗立在那里,航海最怕的就是浮冰,我们基本顺着冰缝走,而浮冰是移动的,再加上洋流,有时想躲都躲不开。
这次我选择了铝合金材质的帆船,如果和冰山相撞,这种材质可能只出现凹陷,不至于被撞出大洞。
出发前,我们按最极端状况准备了六七吨物资,储备了足够一年的粮食,有馕、牦牛肉、山东煎饼,还准备了能够抵御零下50到零下70摄氏度的睡袋,并且带了鞭炮、信号枪用来驱赶北极熊。
我们刚进入白令海峡就遇到了极地气旋,大量浮冰和冰山被吹到沿岸,很长时间都在浮冰中谨慎穿行。在航经楚科奇海时,浮冰与大雾叠加,能见度只有十多米,50多海里行驶了11个小时。极地气旋的十级大风还把头帆、前桅支索吹坏了。
我们抵达北地群岛附近时,窗口时间只有10天左右,若通不过,船体随时会被冻住。当时所有仪表、指南针全部失灵,体会到了什么叫“找不着北”。我们尽可能靠近陆地行驶,幸亏还带了光纤罗经,在目测辅助下才驶出那片海域。
在冰区时我们轮流驾船,24小时无休,但还是在格陵兰附近撞上了冰山,浮冰不断涌来,导致船体渗水。
完成环航后,我们在美国波士顿上岸,第一件事就是检修船只。后来沿着北美东海岸南下,经北大西洋、加勒比海、巴拿马运河,横跨太平洋,最终返回上海。
中新社记者:你有20余年航海生涯。常年在海上航行,你与外国航海家有哪些交流?身处多元文化之中,给你带来了哪些收获和影响?
翟墨:1999年,我到新西兰举办个人画展,又接着拍纪录片,认识了一位挪威的航海家,他的探险经历让我对航海产生了兴趣,于是开启了航海之旅。第一站从南太平洋上的大溪地开始,我已经环球航行两圈,唯独南极洲还未去过,2023年我计划环航南极洲,完成第三圈。
我的职业是绘画,航海只是业余爱好,我喜欢不断挑战更多未知。我比较喜欢欧洲绘画,接触航海后,我更喜欢原生态的图腾、土著艺术,南太平洋的土著居民生活淳朴、单纯、唯美。法国后印象派巨匠高更晚年就是在大溪地度过的。
航海改变了我的世界观。从陆地上看海洋与从海洋上看陆地,视角和理解完全不同。
这几年,我同外国航海家的交流也越来越多。从北冰洋返程时,途经美国、中南美洲,我接触了不同国家的航海家,大家在一起交流。开始航海后,国与国之间的话题反而成为局限性的话语,更多时候要站在全球视角看问题。陆地只占地球表面的29%,其它则被海洋覆盖。航海人之间的交流是更宏观的概念,比如全球气候变暖是航海人经常思考的问题,恶劣天气会导致各种危险。
中新社记者:在15世纪,以东方的郑和与西方的哥伦布为代表,世界范围内涌现出一批航海家。从古至今,人类对海洋的探索如何促进了中西方间的沟通和交流?
翟墨:在西方人眼中,中国早期航海没有像西方一样实现“地理大发现”。而实际上,不管哥伦布还是麦哲伦,更多是带着侵略者的姿态去占有,进而实施物质文化殖民,不能称之为地理大发现。而郑和则是和平使者,以和平的方式走向世界、了解世界,没有像后来的西方航海家那样带着洋枪洋炮掠夺殖民。我更欣赏郑和下西洋带来的中外和平的文明交流。
中新社记者:当前全球海洋形势严峻,过度捕捞、环境污染、气候变化、海平面上升等问题频发,矛盾和冲突加剧,海洋治理成为国际社会共同面临的课题。作为联合国开发计划署“捍卫自然”宣传官,你认为国与国之间应如何加强合作保护海洋?
翟墨:我认为,世界各国应求同存异,共同发展,而非延续以往的强盗逻辑。海纳百川,和平利用海洋资源。
科学界有一个说法是“人类起源于海洋”,珠穆朗玛峰、泰山上都有海洋生物化石。各国像一个个孤岛,通过海洋相互连接沟通,因此人类更应该尊重海洋,加强合作,共同保护海洋。
中新社记者:有观点认为,过去数千年历史长河中,中华文明更重视陆疆建设和发展,是典型的陆地文明。而西方国家更重视对海洋的开发和利用,也展示出西方文明中的海洋文明特性,你认同这样的说法吗?
翟墨:我不认同。中国历史上就是一个海洋大国。从宋代到明代,中国的造船技术和航海技术在全世界都无与伦比。“南海一号”沉船就是南宋古船。而郑和下西洋,2.7万人的舰队声势浩大。由于中国近代史的屈辱都来自于海洋,我们远离海洋太久了。很多学者把中国界定为陆地文明、黄土文明,这是错误的。我希望通过航海让更多人了解中国的海洋文化和海洋文明。(完)
受访者简介:
翟墨,航海家、艺术家,联合国开发计划署“捍卫自然”宣传官、中国航海科普大使。1968年出生于山东泰安。2007年至2009年,他完成了自驾帆船环球航海一周的壮举,成为“单人无动力帆船环球航海中国第一人”。2015年,领航“2015重走海上丝绸之路”大型航海活动,在沿途各国进行了文化艺术经贸交流活动,并在2015米兰世博会中国馆举行了主题日活动。2022年11月25日,完成人类历史上首次不停靠环航北冰洋之旅。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() ![]() 乐中彩票地图 |