條件性意識:預測從植物人狀態的恢復

測試顯示植物人狀態的患者可以形成新的記憶

編者注:本文的原始線上版本釋出於2009年9月20日。

對於從嚴重腦損傷中倖存下來的患者,判斷實際意識水平已被證明是一個困難的過程。預後有時可能意味著生與死之間的區別。新的研究表明,一些植物人狀態的患者能夠進行簡單的學習——對於許多在其他傳統認知測試中失敗的人來說,這是一種意識的跡象。

為了確定患者是處於微意識狀態(其中有一些感知或有意的運動的證據)還是已經陷入植物人狀態(其中兩者都不存在),醫生傳統上使用一系列測試和觀察。其中許多需要一定的主觀解釋,例如判斷患者的運動是有目的的還是僅僅是隨機的。“我們希望有一種客觀的方法來了解另一個人是否具有意識,”布宜諾斯艾利斯大學整合神經科學實驗室主任馬里亞諾·西格曼說。


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這種渴望部分源於令人驚訝的神經影像學研究,該研究表明,一些植物人狀態的患者,當被要求想象執行諸如打網球之類的身體任務時,他們大腦的前運動區域仍然有活動。在其他人中,語言提示引發了語言區域。最近的一項研究發現,大約40%的植物人狀態診斷是不正確的。

為了探索患者意識的可能測試,西格曼和他的同事轉向了經典條件反射:他們發出一個音調,然後向患者的眼睛傳送一股輕微的氣流。氣流會導致患者眨眼或畏縮眼睛,但在半小時內重複試驗後,許多患者將開始預期氣流,僅在聽到音調後就眨眼。

如果兩個刺激同時傳遞,即使蝸牛也會將這兩個刺激等同起來。但研究小組實際上將音調後的氣流延遲了500毫秒。劍橋大學意識障礙研究小組的首席研究作者特里斯坦·貝金施泰因說,為了將間隔如此長時間的兩個刺激聯絡起來,“你需要有意識的處理”。事實上,他補充說,將第二個刺激延遲超過200毫秒就足以證明某種學習。相比之下,全身麻醉下的人,被認為完全缺乏意識,在接受音調和氣流測試時,沒有表現出這種學習的跡象。

9月20日自然神經科學大眾科學是自然出版集團的一部分)中描述的學習的檢測,也引發了關於何時應將患者歸類為持續植物人狀態的問題,在這種狀態下,預計不太可能出現甦醒。(特麗·夏沃是2005年全國激烈辯論的中心人物,被確定處於這種狀態。)結束生命維持的決定通常取決於對康復的預測和對意識的評估。貝金施泰因說,如果“有人表明患者可以學習”,“我認為這將是一個非常明確的論據。”

事實上,研究人員發現,學習能力在大約 86% 的時間內準確預測了未來一年內的康復程度。貝金施泰因指出,繞過大腦受損部分的神經重組“意味著至少有一些康復的空間”。

這些發現並不讓所有人感到驚訝。在植物人狀態患者身上使用功能性 MRI 的研究已經促使費城托馬斯傑斐遜大學神經認知康復研究網路首席研究員約翰·懷特質疑指定系統。他觀察到,植物人和微意識患者之間可能存在“一條明確的界限”,“但我們的工具太粗糙了,無法告訴我們誰在哪條線的哪一邊。”或者意識的類別可能不容易定義。

學習測試可能無法完全取代 fMRI。哥倫比亞大學的神經科學家喬伊·赫希說,“功能成像是迄今為止確定意識的首選工具”,因為它能夠揭示“這些患者身上潛在的、透過 [傳統] 床邊測試看不到的認知過程”。但貝金施泰因、西格曼和他們的研究合作者指出,神經影像學可能很昂貴,而且在許多地方難以獲得。大部分測試是在阿根廷完成的,那裡的影像學能力可能不如美國或英國。西格曼說,對於這個測試,“你只需要兩根電線,成本是 100 美元。” “實際上,它具有很強的意義。”

注意:本文最初以“條件性意識”為標題印刷。

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