腦部刺激使植物人狀態15年的患者部分甦醒

該療法可能不適用於其他類似情況的患者

失去意識一年以上的患者被認為極不可能恢復意識,但一名35歲的法國人在處於植物人狀態15年後,在關鍵腦區域受到電刺激後,顯示出意識的跡象,科學家週一報告稱。

該患者能夠用眼睛跟蹤物體,在被要求時轉頭,並在研究人員的頭部靠近他的臉時驚訝地睜大了眼睛——這些都是他在植物人狀態下無法做到的。儘管他離康復還很遠,儘管一位患者的積極結果並不意味著該技術對其他人也有效,但這項研究增加了證據,表明可能有一種方法可以幫助一些患者恢復意識——即使是在多年之後。

這份新的報告表明,即使在功能非常低下的腦部中,“也可以發生可觀察行為的轉變,從沒有(植物人狀態)到有一些有限的行為(最低限度意識狀態)”,威爾康奈爾醫學院的神經學家尼古拉斯·希夫博士說,他沒有參與目前的病例。他領導了2007年的一項研究,在該研究中,一名最低限度意識的患者(表現出偶爾的意圖、注意、意識和反應能力的人)透過對丘腦的深部腦刺激有所改善。


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不幸的是,儘管法國患者、希夫的患者和其他一些人透過某種腦部刺激“甦醒”了,但這些個別成功尚未轉化為對數千名植物人或最低限度意識患者的幫助。“有強烈的證據表明,在嚴重受傷後很長時間,有可能在許多情況下增加大腦活動,”希夫說,但“基本上沒有臨床隨訪的基礎設施”,甚至沒有“更大規模的調查研究”。

這個新病例涉及一名法國人,他的大腦因車禍受損,導致他完全沒有反應和意識,被稱為植物人狀態。在對其迷走神經進行了一個月的刺激後,他變得最低限度有意識,對來自外界的一些訊號作出反應。迷走神經從腹部延伸到大腦,在那裡與研究人員稱之為“意識熱區”的區域有許多連線。刺激使用植入他胸部的裝置進行。

法國國家科學研究中心的安吉拉·西里古領導的科學家在《當代生物學》雜誌上報告說,腦成像和大腦活動的電記錄(腦電圖)顯示出可能導致他改善的變化。

加州大學洛杉磯分校的心理學家馬丁·蒙蒂是意識方面的專家,他曾使用超聲波指向丘腦來喚醒一位昏迷的病人,他說法國的研究看起來很紮實,但對於患者的改善程度有些含糊。“他們並沒有非常清楚地說明他到底恢復了什麼,”蒙蒂說,例如“只是有一些微小的意識跡象,或者[他]是否可以根據命令眨眼”。

然而,腦電圖記錄提供了額外的證據,表明發生了重大變化。該男子出現了更強的腦波,稱為theta訊號,這在植物人狀態下是不存在的,但在最低限度的意識下是存在的。特別是,theta活動在三個大腦區域的交界處增加:頂葉,位於頭頂後方,感知感覺資訊並將其整合到被稱為意識的神秘狀態中;顳葉,位於太陽穴後方,負責理解聲音;枕葉,位於大腦底部後方,負責處理視覺。這個交界處是意識的“熱區”。

不同的大腦區域似乎也聯絡得更緊密了。儘管意識的物理基礎是生物學中最深奧的謎團之一,但最好的猜測是,它源於皮層和丘腦之間的協調活動,丘腦是感覺和運動訊號的轉換站,以及皮層內部的協調活動,皮層處理更高階的認知功能。當這些區域之間和內部的連線因任何原因增加時,處於最低限度意識狀態的人會自發恢復。在這種情況下,“任何原因”是迷走神經刺激。

雖然這似乎表明迷走神經的作用超出了其自身能力,但事實上,這種神經的力量不斷讓神經科學家感到驚訝。在這種情況下,它明顯的意識提升效果源於它在大腦中直接或間接產生的多個且廣泛的連線,包括與丘腦的連線。正如西里古和她的同事們所能判斷的那樣,刺激迷走神經似乎將因該男子的大腦損傷而支離破碎的意識網路連線在一起。

因此,透過刺激迷走神經,“有可能改善患者在世界上的存在感,”她說,這挑戰了持續一年以上的意識障礙是不可逆轉的信念。

她確信該男子並非自發地從植物人狀態轉變為最低限度意識狀態。他的部分恢復與迷走神經刺激同時發生,而且在15年後,他的改善似乎不太可能是其他原因造成的。“這不可能是偶然的結果,”西里古說。

這個法國案例使透過基於大腦的干預“喚醒”的患者人數至少達到四人,包括蒙蒂在加州大學洛杉磯分校的案例。但他只昏迷了幾周。希夫和他的同事們使用植入丘腦的電極,恢復了一名處於最低限度意識狀態21年的患者的部分大腦活動,他們去年報告說,儘管這一變化並沒有帶來現實世界的改善。

蒙蒂說,西里古的方法“與我和[希夫]所做的相同”,只是它是透過迷走神經間接地刺激丘腦,而不是直接刺激。

如果丘腦真的是意識之門,為什麼醫生不嘗試刺激它來幫助成千上萬的植物人和最低限度意識的患者恢復呢?“也許只是需要時間?”蒙蒂想知道。

經 STAT 許可重新發布。本文 最初發表於 2017年9月25日

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