来自《自然》杂志
当阿德里安·欧文谈到23号病人时，他仍然很激动。这位病人遭遇车祸时只有24岁，生命受到重创。虽然活着但没有反应，他已经在神经学家称之为植物人状态中煎熬了五年。当时，英国剑桥大学的神经科学家欧文和他在比利时列日的同事们将他放入功能性磁共振成像（fMRI）机器中，并开始向他提问。
令人难以置信的是，他给出了答案。流入这位男子受伤大脑特定部位的血流变化使欧文确信，23号病人是有意识的，并且能够交流。这是有史以来第一次有人与处于植物人状态的人交换信息。
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这些状态下的患者已经从昏迷中苏醒，并且看起来是清醒的。他们大脑的某些部分在工作，他们可能会磨牙、做鬼脸或进行随机的眼球运动。他们也有睡眠-觉醒周期。但他们对周围环境没有意识，医生们一直认为认知、感知、记忆和意图所需的大脑部分受到了根本性的损害。他们通常被认为已经没救了。
欧文在2010年报告的这一发现引起了媒体的轰动。纽约威尔康奈尔医学院的医学伦理学家约瑟夫·芬斯和神经学家尼古拉斯·希夫称其为“临床实践的潜在游戏规则改变者”。加拿大伦敦的西安大略大学很快就以2000万加元（1950万美元）的资金将欧文从剑桥挖走，以使这些技术更可靠、更便宜、更准确和更便携。欧文认为，如果他要帮助全球数十万处于植物人状态的人，这些都是必不可少的。“与病人开辟一条沟通渠道，然后却无法立即为他们及其家人提供能够常规使用它的工具，这让人感到沮丧，”他说。
许多研究人员不同意欧文关于这些人是有意识的说法。但欧文对这项技术的应用采取了一种务实的态度，希望它能识别出可能对康复治疗有反应的患者，指导止痛药的剂量，甚至探索一些患者的感受和愿望。“最终，我们将能够提供一些对患者及其家人有益的东西，”他说。
不过，他仍然避免问病人最棘手的问题——他们是否希望结束生命维持——他说现在考虑这些应用还为时过早。“询问的后果非常复杂，我们需要绝对确定在走这条路之前我们知道如何处理答案，”他警告说。
失而复得
欧文留着短红头发和胡须，是一位口才出众、不惧怕公众关注的演说家。他的主页上充满了他出现在电视和广播节目中的链接。他自信地、带着一丝防卫地向科学界和普通受众发表演讲。
欧文追溯了他的实验根源，可以到20世纪90年代末，当时他被要求撰写一份关于fMRI等技术临床应用的综述。他说他曾有过“奇怪的信心危机”。他说，神经影像学证实了从大脑绘图研究中已知的大量信息，但它没有做任何新的事情。“我们只是调整一下心理测试，看看会发生什么，”欧文说。至于真正的临床应用：“我意识到没有任何应用。我们都意识到了这一点。”
欧文想找到一个应用。他和他的同事在1997年获得了机会，当时他们遇到了一位名叫凯特·班布里奇的26岁病人。病毒感染使她陷入昏迷——这种情况通常持续两到四周，之后患者会死亡、完全康复，或者在极少数情况下，滑入植物人或微意识状态——这是一个最近定义的类别，其特征是间歇性的意识活动迹象。
在感染清除几个月后，班布里奇被诊断为处于植物人状态。欧文一直在健康人身上使用正电子发射断层扫描，以显示当人们看到熟悉的面孔时，大脑中一个称为梭状回面区（FFA）的区域会被激活。当团队向班布里奇展示熟悉的面孔并扫描她的大脑时，“它像圣诞树一样亮了起来，尤其是FFA，”欧文说。“那是所有事情的开始。”班布里奇被发现具有重要的大脑功能，并且对康复治疗反应良好。在2010年，她仍然坐在轮椅上，但其他方面都很活跃，她写信感谢欧文的脑部扫描。“想到如果我没有做脑部扫描，我可能会发生什么事，这让我感到害怕，”她写道。“这就像魔法一样，它找到了我。”
欧文从视觉测试转向听觉测试——“沿着认知阶梯向上，从基本的听觉感知，到语音感知，再到语音理解”。例如，他向处于植物人状态的人展示包含发音相同但有两种含义的词语的短语，例如“The dates and pears are in the bowl（枣子和梨在碗里）”。这种歧义迫使大脑更加努力地工作，并在健康人的特征fMRI模式中显示出来——如果他们理解这些词语的话。欧文的一位患者，一位因中风而丧失能力的30岁男子，也表现出了相同的模式。但并非所有人都相信这些迹象表明他们理解了这些词语。“每次我去看神经科医生或麻醉师，并说‘他正在感知语音’时，他们都会问‘但他有意识吗？’”欧文意识到他需要一个不同的实验来说服怀疑者。
打网球有人吗？
那是2006年6月。温布尔登网球公开赛正在进行，在一项引人注目的研究中，欧文对一名处于植物人状态的23岁女性进行了fMRI扫描，同时他要求她想象打网球和在她家的房间里走动。当健康、有意识的成年人想象打网球时，他们始终会在运动皮层中称为辅助运动区的区域显示出激活，当他们考虑在家中导航时，他们会在大脑中央的旁海马回中产生活动。这位在交通事故发生后五个月没有反应的女性，其大脑激活模式与想象这些活动的健康志愿者非常相似，在欧文看来，这证明她是有意识的。这项结果发表在《科学》杂志上一篇只有一页的文章中，引起了惊奇和不信任。“我收到了两种类型的电子邮件。人们要么说‘这太棒了’，要么说‘你怎么能说这个女人是有意识的？’，”欧文说。
其他研究人员认为，这种反应不是意识的标志，而是一些非自愿的东西，就像膝跳反射一样。加州大学洛杉矶分校的心理学家丹尼尔·格林伯格在给《科学》杂志的一封信中建议说，“大脑活动是由指令的最后一个词无意识地触发的，这个词总是指要想象的物品。”
但欧文继续加强他的论证。欧文与列日大学的神经学家和神经科学家史蒂文·洛雷斯合作，表明在54名处于植物人或微意识状态的患者中，有五人的反应与第一位女性相同。其中四人处于植物人状态。在完善了他们的方法后，研究人员要求23号病人利用这种能力来回答是非问题：想象打网球表示“是”，在家中导航表示“否”。然后，他们问了一些给大脑扫描打分的技术人员不可能知道的事情。
你父亲的名字是托马斯吗？否。你父亲的名字是亚历山大吗？是。你有兄弟吗？是。你有姐妹吗？否。对于病人来说，这个实验并非易事。欧文的方案要求患者保持注意力30秒，然后休息30秒，并进行大量重复。
在显示fMRI数据的计算机屏幕前，欧文追踪了一条蓝线，这条线表示辅助运动区的活动——“是”——在“回答”期间上升。它在休息期间下降。一条红线——表示旁海马回的活动——代表“否”。线条清晰而明确，喜欢双关语的欧文称其含义是“不费脑筋”。“你不需要成为一名功能成像专家就可以理解这个人告诉你的是什么，”他说。病人正确回答了六个问题中的五个。第六个问题没有明显的信号。
德克萨斯大学奥斯汀分校的神经影像学专家罗素·波尔德拉克称欧文的方法非常巧妙。“当我想给某人举例说明fMRI告诉了我们以前真的不知道的事情时，我就会使用这些，”他说。
但伦敦帝国学院的临床神经科学家帕拉什克夫·纳切夫批评这项工作“假设意识是一种二元现象”。许多患者，例如那些患有某些类型的癫痫发作的患者，在没有意识的情况下表现出有限的反应。纳切夫说，需要更多的数据来表明处于植物人状态的人的认知能力连续体中的位置。
欧文同意意识不是“开或关的东西”。他认为它是大脑许多“模块”共同工作的“涌现特性”。他说，在他的练习中，足够多的这些模块在工作，以至于有反应的患者有资格被认为是有意识的。一个人需要长期记忆才能知道什么是网球，需要短期记忆才能记住问题或命令，并且需要意图才能给出答案。最终，欧文并不关心精确地指出意识的阈值，也不关心为其提供全面的定义。他采取“看到就知道”的方法。在他看来，回应命令和问题——交流——是一种不可否认的有意识的活动。“最后，如果他们说他们没有理由相信病人是有意识的，我就说‘好吧，我也没有理由相信你是有意识的’，”他说。
走向临床
目前，仅在美国就有数万人处于植物人状态。欧文估计，其中高达20%的人有能力交流；他们只是没有办法做到。“我们在这里看到的是一群完全被锁住的病人，”欧文说。
欧文现在希望将他的技术应用到临床医生和家属手中。到目前为止，这项技术的成果甚微。网球研究中的第一位女性去年去世了，而23号患者由于后勤和经济原因，只接受过一次评估。即使一个植物人被“发现”，也不能保证他或她之后能够恢复正常生活。尽管如此，欧文仍然坚持认为，“明确”患者的意识状态有助于家庭应对悲剧。“他们想知道真正的诊断是什么，这样他们才能继续前进并处理它。怀疑和不确定性总是不好的。”
两年前，欧文获得了加拿大卓越研究主席奖，为期7年，奖金为1000万加元，以及西安大略大学的另外1000万加元。他正在三位新教员以及一批博士后和研究生的帮助下向前推进。
该项目早期的一个目标是使用脑电图（EEG）重复功能磁共振成像（fMRI）的发现。脑电图缺乏功能磁共振成像的精确度，并且无法像功能磁共振成像那样深入大脑，因此网球研究中活跃的区域“不在考虑范围内”，欧文说。但是，其他任务——想象着摆动手指或脚趾——会产生信号，通过重复，这些信号变得清晰。脑电图也很便宜，相对便携且速度快（与功能磁共振成像的8秒延迟相比，只有毫秒级的延迟），这意味着研究团队可以在30分钟内提出多达200个问题。“从单次试验中，你不会说，'那个人说的是是的'，但是如果他们在测试中190次中对了175次，那就很清楚了。”
现在，利用脑电图，欧文计划每年研究25名植物人。他将得到一辆新的“脑电图吉普车”的帮助，这是一辆配备实验设备的吉普车，这将允许研究人员四处旅行，测试那些无法被运送到西安大略大学的患者。
一个目标是识别其他大脑系统，例如嗅觉或味觉，这些系统可能完好无损并且可用于交流。例如，想象着吮吸柠檬会引起口腔中pH值的变化和可识别的大脑信号。欧文已经表明，记录笑话会在健康人中引发一种特征性反应，并计划在植物人患者身上尝试。他希望他可以使用这些测试来找到一些患者的反应水平，这些患者由于大脑损伤程度而无法产生网球和导航的活动模式。
这些研究还将探索这些患者是否具有更大的智力深度。欧文认为，一些植物人最终将能够表达希望和愿望，也许像法国杂志编辑让-多米尼克·鲍比那样，他通过反复眨一只眼睛口述了他的回忆录。“我不认为他们不会有类似的丰富的思想，尽管毫无疑问有些人不会，”欧文说。
他的技术也可能从根本上改变治疗方法。欧文已经在询问患者是否感到疼痛。答案将有助于调整止痛药的剂量，类似的测试甚至可以用于重症监护病房，以指导康复资源，研究生洛雷塔·诺顿说，她正在为此目的进行一项研究。但她认识到这将是有争议的。
决策时刻
欧文的方法引发了更棘手的难题。其中一个难题是，它们是否应该影响家庭或临床医生决定结束生命。欧文说，如果患者回答问题并表现出某种形式的意识，他或她就会从“可能允许死亡”类别转移到“通常不允许死亡”类别。纳切夫说，声称这些患者有意识会将家庭置于尴尬的境地。有些人会因为他们的亲人仍然“在里面某个地方”而感到希望和慰藉。另一些人将因可能含糊不清的交流迹象而不得不让他们活下去而感到负担。
更具伦理争议的是，是否应该向患者本人提出这个问题。芬斯和希夫质疑患者是否能够证明他们能够理解这个问题的复杂性，就像通常对患者给予知情同意所要求的那样。
欧文希望有一天能问患者最难的问题，但他说，需要新的伦理和法律框架。他说，还需要很多年，“才能确定患者保留了做出如此复杂决定所必需的认知和情感能力”。到目前为止，他一直避开这个问题。“如果答案是“不”，可能会让人稍微安心，但你不能预先假设。” “是”会令人沮丧、困惑和争议。
目前，欧文希望利用这项技术找到其他像凯特·贝恩布里奇这样的响应者，欧文现在将她描述为“激励力量”。“否则，”他说，“那有什么意义呢？”