条件性意识:预测从植物人状态的恢复

测试显示植物人状态的患者可以形成新的记忆

编者注:本文的原始在线版本发布于2009年9月20日。

对于从严重脑损伤中幸存下来的患者,判断实际意识水平已被证明是一个困难的过程。预后有时可能意味着生与死之间的区别。新的研究表明,一些植物人状态的患者能够进行简单的学习——对于许多在其他传统认知测试中失败的人来说,这是一种意识的迹象。

为了确定患者是处于微意识状态(其中有一些感知或有意的运动的证据)还是已经陷入植物人状态(其中两者都不存在),医生传统上使用一系列测试和观察。其中许多需要一定的主观解释,例如判断患者的运动是有目的的还是仅仅是随机的。“我们希望有一种客观的方法来了解另一个人是否具有意识,”布宜诺斯艾利斯大学整合神经科学实验室主任马里亚诺·西格曼说。


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这种渴望部分源于令人惊讶的神经影像学研究,该研究表明,一些植物人状态的患者,当被要求想象执行诸如打网球之类的身体任务时,他们大脑的前运动区域仍然有活动。在其他人中,语言提示引发了语言区域。最近的一项研究发现,大约40%的植物人状态诊断是不正确的。

为了探索患者意识的可能测试,西格曼和他的同事转向了经典条件反射:他们发出一个音调,然后向患者的眼睛发送一股轻微的气流。气流会导致患者眨眼或畏缩眼睛,但在半小时内重复试验后,许多患者将开始预期气流,仅在听到音调后就眨眼。

如果两个刺激同时传递,即使蜗牛也会将这两个刺激等同起来。但研究小组实际上将音调后的气流延迟了500毫秒。剑桥大学意识障碍研究小组的首席研究作者特里斯坦·贝金施泰因说,为了将间隔如此长时间的两个刺激联系起来,“你需要有意识的处理”。事实上,他补充说,将第二个刺激延迟超过200毫秒就足以证明某种学习。相比之下,全身麻醉下的人,被认为完全缺乏意识,在接受音调和气流测试时,没有表现出这种学习的迹象。

9月20日自然神经科学大众科学是自然出版集团的一部分)中描述的学习的检测,也引发了关于何时应将患者归类为持续植物人状态的问题,在这种状态下,预计不太可能出现苏醒。(特丽·夏沃是2005年全国激烈辩论的中心人物,被确定处于这种状态。)结束生命维持的决定通常取决于对康复的预测和对意识的评估。贝金施泰因说,如果“有人表明患者可以学习”,“我认为这将是一个非常明确的论据。”

事实上,研究人员发现,学习能力在大约 86% 的时间内准确预测了未来一年内的康复程度。贝金施泰因指出,绕过大脑受损部分的神经重组“意味着至少有一些康复的空间”。

这些发现并不让所有人感到惊讶。在植物人状态患者身上使用功能性 MRI 的研究已经促使费城托马斯杰斐逊大学神经认知康复研究网络首席研究员约翰·怀特质疑指定系统。他观察到,植物人和微意识患者之间可能存在“一条明确的界限”,“但我们的工具太粗糙了,无法告诉我们谁在哪条线的哪一边。”或者意识的类别可能不容易定义。

学习测试可能无法完全取代 fMRI。哥伦比亚大学的神经科学家乔伊·赫希说,“功能成像是迄今为止确定意识的首选工具”,因为它能够揭示“这些患者身上潜在的、通过 [传统] 床边测试看不到的认知过程”。但贝金施泰因、西格曼和他们的研究合作者指出,神经影像学可能很昂贵,而且在许多地方难以获得。大部分测试是在阿根廷完成的,那里的影像学能力可能不如美国或英国。西格曼说,对于这个测试,“你只需要两根电线,成本是 100 美元。” “实际上,它具有很强的意义。”

注意:本文最初以“条件性意识”为标题印刷。

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