來自《自然》雜誌
當阿德里安·歐文談到23號病人時，他仍然很激動。這位病人遭遇車禍時只有24歲，生命受到重創。雖然活著但沒有反應，他已經在神經學家稱之為植物人狀態中煎熬了五年。當時，英國劍橋大學的神經科學家歐文和他在比利時列日的同事們將他放入功能性磁共振成像（fMRI）機器中，並開始向他提問。
令人難以置信的是，他給出了答案。流入這位男子受傷大腦特定部位的血流變化使歐文確信，23號病人是有意識的，並且能夠交流。這是有史以來第一次有人與處於植物人狀態的人交換資訊。
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這些狀態下的患者已經從昏迷中甦醒，並且看起來是清醒的。他們大腦的某些部分在工作，他們可能會磨牙、做鬼臉或進行隨機的眼球運動。他們也有睡眠-覺醒週期。但他們對周圍環境沒有意識，醫生們一直認為認知、感知、記憶和意圖所需的大腦部分受到了根本性的損害。他們通常被認為已經沒救了。
歐文在2010年報告的這一發現引起了媒體的轟動。紐約威爾康奈爾醫學院的醫學倫理學家約瑟夫·芬斯和神經學家尼古拉斯·希夫稱其為“臨床實踐的潛在遊戲規則改變者”。加拿大倫敦的西安大略大學很快就以2000萬加元（1950萬美元）的資金將歐文從劍橋挖走，以使這些技術更可靠、更便宜、更準確和更便攜。歐文認為，如果他要幫助全球數十萬處於植物人狀態的人，這些都是必不可少的。“與病人開闢一條溝通渠道，然後卻無法立即為他們及其家人提供能夠常規使用它的工具，這讓人感到沮喪，”他說。
許多研究人員不同意歐文關於這些人是有意識的說法。但歐文對這項技術的應用採取了一種務實的態度，希望它能識別出可能對康復治療有反應的患者，指導止痛藥的劑量，甚至探索一些患者的感受和願望。“最終，我們將能夠提供一些對患者及其家人有益的東西，”他說。
不過，他仍然避免問病人最棘手的問題——他們是否希望結束生命維持——他說現在考慮這些應用還為時過早。“詢問的後果非常複雜，我們需要絕對確定在走這條路之前我們知道如何處理答案，”他警告說。
失而復得
歐文留著短紅頭髮和鬍鬚，是一位口才出眾、不懼怕公眾關注的演說家。他的主頁上充滿了他出現在電視和廣播節目中的連結。他自信地、帶著一絲防衛地向科學界和普通受眾發表演講。
歐文追溯了他的實驗根源，可以到20世紀90年代末，當時他被要求撰寫一份關於fMRI等技術臨床應用的綜述。他說他曾有過“奇怪的信心危機”。他說，神經影像學證實了從大腦繪圖研究中已知的大量資訊，但它沒有做任何新的事情。“我們只是調整一下心理測試，看看會發生什麼，”歐文說。至於真正的臨床應用：“我意識到沒有任何應用。我們都意識到了這一點。”
歐文想找到一個應用。他和他的同事在1997年獲得了機會，當時他們遇到了一位名叫凱特·班布里奇的26歲病人。病毒感染使她陷入昏迷——這種情況通常持續兩到四周，之後患者會死亡、完全康復，或者在極少數情況下，滑入植物人或微意識狀態——這是一個最近定義的類別，其特徵是間歇性的意識活動跡象。
在感染清除幾個月後，班布里奇被診斷為處於植物人狀態。歐文一直在健康人身上使用正電子發射斷層掃描，以顯示當人們看到熟悉的面孔時，大腦中一個稱為梭狀回面區（FFA）的區域會被啟用。當團隊向班布里奇展示熟悉的面孔並掃描她的大腦時，“它像聖誕樹一樣亮了起來，尤其是FFA，”歐文說。“那是所有事情的開始。”班布里奇被發現具有重要的大腦功能，並且對康復治療反應良好。在2010年，她仍然坐在輪椅上，但其他方面都很活躍，她寫信感謝歐文的腦部掃描。“想到如果我沒有做腦部掃描，我可能會發生什麼事，這讓我感到害怕，”她寫道。“這就像魔法一樣，它找到了我。”
歐文從視覺測試轉向聽覺測試——“沿著認知階梯向上，從基本的聽覺感知，到語音感知，再到語音理解”。例如，他向處於植物人狀態的人展示包含發音相同但有兩種含義的詞語的短語，例如“The dates and pears are in the bowl（棗子和梨在碗裡）”。這種歧義迫使大腦更加努力地工作，並在健康人的特徵fMRI模式中顯示出來——如果他們理解這些詞語的話。歐文的一位患者，一位因中風而喪失能力的30歲男子，也表現出了相同的模式。但並非所有人都相信這些跡象表明他們理解了這些詞語。“每次我去看神經科醫生或麻醉師，並說‘他正在感知語音’時，他們都會問‘但他有意識嗎？’”歐文意識到他需要一個不同的實驗來說服懷疑者。
打網球有人嗎？
那是2006年6月。溫布林登網球公開賽正在進行，在一項引人注目的研究中，歐文對一名處於植物人狀態的23歲女性進行了fMRI掃描，同時他要求她想象打網球和在她家的房間裡走動。當健康、有意識的成年人想象打網球時，他們始終會在運動皮層中稱為輔助運動區的區域顯示出啟用，當他們考慮在家中導航時，他們會在大腦中央的旁海馬迴中產生活動。這位在交通事故發生後五個月沒有反應的女性，其大腦啟用模式與想象這些活動的健康志願者非常相似，在歐文看來，這證明她是有意識的。這項結果發表在《科學》雜誌上一篇只有一頁的文章中，引起了驚奇和不信任。“我收到了兩種型別的電子郵件。人們要麼說‘這太棒了’，要麼說‘你怎麼能說這個女人是有意識的？’，”歐文說。
其他研究人員認為，這種反應不是意識的標誌，而是一些非自願的東西，就像膝跳反射一樣。加州大學洛杉磯分校的心理學家丹尼爾·格林伯格在給《科學》雜誌的一封信中建議說，“大腦活動是由指令的最後一個詞無意識地觸發的，這個詞總是指要想象的物品。”
但歐文繼續加強他的論證。歐文與列日大學的神經學家和神經科學家史蒂文·洛雷斯合作，表明在54名處於植物人或微意識狀態的患者中，有五人的反應與第一位女性相同。其中四人處於植物人狀態。在完善了他們的方法後，研究人員要求23號病人利用這種能力來回答是非問題：想象打網球表示“是”，在家中導航表示“否”。然後，他們問了一些給大腦掃描打分的技術人員不可能知道的事情。
你父親的名字是托馬斯嗎？否。你父親的名字是亞歷山大嗎？是。你有兄弟嗎？是。你有姐妹嗎？否。對於病人來說，這個實驗並非易事。歐文的方案要求患者保持注意力30秒，然後休息30秒，並進行大量重複。
在顯示fMRI資料的計算機螢幕前，歐文追蹤了一條藍線，這條線表示輔助運動區的活動——“是”——在“回答”期間上升。它在休息期間下降。一條紅線——表示旁海馬迴的活動——代表“否”。線條清晰而明確，喜歡雙關語的歐文稱其含義是“不費腦筋”。“你不需要成為一名功能成像專家就可以理解這個人告訴你的是什麼，”他說。病人正確回答了六個問題中的五個。第六個問題沒有明顯的訊號。
德克薩斯大學奧斯汀分校的神經影像學專家羅素·波爾德拉克稱歐文的方法非常巧妙。“當我想給某人舉例說明fMRI告訴了我們以前真的不知道的事情時，我就會使用這些，”他說。
但倫敦帝國學院的臨床神經科學家帕拉什剋夫·納切夫批評這項工作“假設意識是一種二元現象”。許多患者，例如那些患有某些型別的癲癇發作的患者，在沒有意識的情況下表現出有限的反應。納切夫說，需要更多的資料來表明處於植物人狀態的人的認知能力連續體中的位置。
歐文同意意識不是“開或關的東西”。他認為它是大腦許多“模組”共同工作的“湧現特性”。他說，在他的練習中，足夠多的這些模組在工作，以至於有反應的患者有資格被認為是有意識的。一個人需要長期記憶才能知道什麼是網球，需要短期記憶才能記住問題或命令，並且需要意圖才能給出答案。最終，歐文並不關心精確地指出意識的閾值，也不關心為其提供全面的定義。他採取“看到就知道”的方法。在他看來，回應命令和問題——交流——是一種不可否認的有意識的活動。“最後，如果他們說他們沒有理由相信病人是有意識的，我就說‘好吧，我也沒有理由相信你是有意識的’，”他說。
走向臨床
目前，僅在美國就有數萬人處於植物人狀態。歐文估計，其中高達20%的人有能力交流；他們只是沒有辦法做到。“我們在這裡看到的是一群完全被鎖住的病人，”歐文說。
歐文現在希望將他的技術應用到臨床醫生和家屬手中。到目前為止，這項技術的成果甚微。網球研究中的第一位女性去年去世了，而23號患者由於後勤和經濟原因，只接受過一次評估。即使一個植物人被“發現”，也不能保證他或她之後能夠恢復正常生活。儘管如此，歐文仍然堅持認為，“明確”患者的意識狀態有助於家庭應對悲劇。“他們想知道真正的診斷是什麼，這樣他們才能繼續前進並處理它。懷疑和不確定性總是不好的。”
兩年前，歐文獲得了加拿大卓越研究主席獎，為期7年，獎金為1000萬加元，以及西安大略大學的另外1000萬加元。他正在三位新教員以及一批博士後和研究生的幫助下向前推進。
該專案早期的一個目標是使用腦電圖（EEG）重複功能磁共振成像（fMRI）的發現。腦電圖缺乏功能磁共振成像的精確度，並且無法像功能磁共振成像那樣深入大腦，因此網球研究中活躍的區域“不在考慮範圍內”，歐文說。但是，其他任務——想象著擺動手指或腳趾——會產生訊號，透過重複，這些訊號變得清晰。腦電圖也很便宜，相對便攜且速度快（與功能磁共振成像的8秒延遲相比，只有毫秒級的延遲），這意味著研究團隊可以在30分鐘內提出多達200個問題。“從單次試驗中，你不會說，'那個人說的是是的'，但是如果他們在測試中190次中對了175次，那就很清楚了。”
現在，利用腦電圖，歐文計劃每年研究25名植物人。他將得到一輛新的“腦電圖吉普車”的幫助，這是一輛配備實驗裝置的吉普車，這將允許研究人員四處旅行，測試那些無法被運送到西安大略大學的患者。
一個目標是識別其他大腦系統，例如嗅覺或味覺，這些系統可能完好無損並且可用於交流。例如，想象著吮吸檸檬會引起口腔中pH值的變化和可識別的大腦訊號。歐文已經表明，記錄笑話會在健康人中引發一種特徵性反應，並計劃在植物人患者身上嘗試。他希望他可以使用這些測試來找到一些患者的反應水平，這些患者由於大腦損傷程度而無法產生網球和導航的活動模式。
這些研究還將探索這些患者是否具有更大的智力深度。歐文認為，一些植物人最終將能夠表達希望和願望，也許像法國雜誌編輯讓-多米尼克·鮑比那樣，他透過反覆眨一隻眼睛口述了他的回憶錄。“我不認為他們不會有類似的豐富的思想，儘管毫無疑問有些人不會，”歐文說。
他的技術也可能從根本上改變治療方法。歐文已經在詢問患者是否感到疼痛。答案將有助於調整止痛藥的劑量，類似的測試甚至可以用於重症監護病房，以指導康復資源，研究生洛雷塔·諾頓說，她正在為此目的進行一項研究。但她認識到這將是有爭議的。
決策時刻
歐文的方法引發了更棘手的難題。其中一個難題是，它們是否應該影響家庭或臨床醫生決定結束生命。歐文說，如果患者回答問題並表現出某種形式的意識，他或她就會從“可能允許死亡”類別轉移到“通常不允許死亡”類別。納切夫說，聲稱這些患者有意識會將家庭置於尷尬的境地。有些人會因為他們的親人仍然“在裡面某個地方”而感到希望和慰藉。另一些人將因可能含糊不清的交流跡象而不得不讓他們活下去而感到負擔。
更具倫理爭議的是，是否應該向患者本人提出這個問題。芬斯和希夫質疑患者是否能夠證明他們能夠理解這個問題的複雜性，就像通常對患者給予知情同意所要求的那樣。
歐文希望有一天能問患者最難的問題，但他說，需要新的倫理和法律框架。他說，還需要很多年，“才能確定患者保留了做出如此複雜決定所必需的認知和情感能力”。到目前為止，他一直避開這個問題。“如果答案是“不”，可能會讓人稍微安心，但你不能預先假設。” “是”會令人沮喪、困惑和爭議。
目前，歐文希望利用這項技術找到其他像凱特·貝恩布里奇這樣的響應者，歐文現在將她描述為“激勵力量”。“否則，”他說，“那有什麼意義呢？”