我们如何判断昏迷病人是否有意识?

神经学家史蒂文·劳雷斯寻找无反应患者的意识迹象

比利时医生史蒂文·劳雷斯。

当我走进史蒂文·劳雷斯位于列日山丘的办公室时,他微笑着迎接我。虽然他的电话铃声不断,但他还是抽出时间与我谈论意识的要点,以及如何在看似缺乏意识的患者中识别意识。

来自欧洲各地的医生将他们看似无意识的患者送到劳雷斯——列日大学的临床医生和研究人员——进行全面测试。为了提供适当的护理,医生和家属需要知道患者是否具有某种程度的意识。与此同时,这些患者也增加了劳雷斯的理解。本次访谈为了清晰起见进行了编辑。

什么是意识?


支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将帮助确保未来能够继续报道有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事。


定义“生命”已经足够困难了,定义“有意识”的生命更是如此。没有单一的定义。但当然,在临床实践中,我们需要明确的标准。在这种情况下,每个人都需要知道我们所说的“无意识”患者是什么意思。意识不是“非黑即白”。我们可以或多或少地清醒,或多或少地有意识。意识常常被低估;新生儿、动物和昏迷患者的大脑中发生的事情远比我们想象的要多。

那么,如何研究像意识这样复杂的东西呢?

有很多方法可以进行研究,而我们拥有的技术在这方面至关重要。例如,如果没有脑部扫描仪,我们所知的就会比现在少得多。我们研究至少部分丧失意识的人的受损大脑。我们检查深度睡眠期间发生的情况,那时人们会暂时失去意识。我们还与佛教僧侣合作,因为我们知道冥想可以触发大脑的变化;参与意识网络的连接显示出活动的变化。催眠和麻醉也可以教会我们很多关于意识的知识。在列日,外科医生经常在催眠状态下为患者进行手术(包括比利时法比奥拉王后)。就像在麻醉下一样,某些大脑区域之间的连接在催眠下不太活跃。最后,我们很好奇想了解濒死体验能告诉我们什么关于意识的信息。有些人感觉自己离开了身体,而另一些人则突然感到兴高采烈,这意味着什么?

大脑中的哪些过程产生意识?

似乎有两个不同的网络在起作用:外部或感觉网络和内部自我意识网络。前者对于感知所有感觉刺激非常重要。要听到声音,我们不仅需要耳朵和听觉皮层,还需要这个外部网络,这个网络可能存在于大脑的每个半球——在前额叶皮层的最外层以及更靠后的顶颞叶中。另一方面,我们的内部意识网络与我们的想象力有关——即我们的内心声音。该网络位于扣带皮层深处和楔前叶中。为了让我们意识到自己的想法,这个网络必须与丘脑交换信息。

昏迷的人会发生什么?

大脑受损严重,以至于两个网络都无法正常运作。这种功能障碍可能是由于严重损伤、脑出血、心脏骤停或心脏病发作造成的。昏迷最多持续几天或几周。一旦患者睁开眼睛,他们就被称为从昏迷中“醒来”。然而,这并不意味着一个人有意识。大多数从昏迷中醒来的患者很快就会康复。但少数人会死于脑死亡;脑死亡的大脑完全被破坏,无法恢复。但有些没有脑死亡的患者也永远无法康复。

我们如何知道从昏迷中醒来的昏迷患者是否有意识?

为此,我们使用格拉斯哥昏迷量表。医生会说:“握住我的手。” 或者我们观察患者是否对声音或触摸做出反应。如果患者没有反应,这种情况过去被称为“植物人状态”;他们似乎没有意识。如果患者有反应但无法沟通,我们将意识归类为“最低限度”。例如,此类患者可能会用眼睛跟随某人或回答简单的问题。如果我们捏他们的手,他们会移开。但这些意识迹象并非总是显而易见的,我们也并非在每个患者身上都能看到。从昏迷中醒来的患者也可能发展成所谓的闭锁综合征,即完全有意识但瘫痪且无法沟通,只能通过眨眼来交流。

因此,无反应、最低限度意识和闭锁综合征之间的区别似乎很难确定。

没错。如果没有对指令、声音或疼痛刺激的反应,这并不一定意味着患者没有意识。可能是患者不想回应指令,或者大脑中处理语言的区域受损严重,以至于这个人根本听不懂我的话。还有一些情况是大脑发出“移动!”指令,但运动神经通路已被切断。家属通常比医生更快地识别出患者是否表现出意识。他们可能会察觉到面部表情的细微变化,或者注意到医生没有注意到的轻微动作。

来自欧洲各地的患者被带到列日接受测试。您如何确定他们是否有意识?

嗯,当然,医生会说,“握住我的手”——但这次是在患者进行脑部扫描时说的。如果运动皮层被激活,我们就知道患者听到了并且理解了,因此是有意识的。我们还想确定康复的机会以及医生或患者家属可以做些什么。通过不同的脑部扫描仪,我可以找出脑损伤的位置以及哪些连接仍然完好无损。这些信息告诉家属康复的机会有多大。如果结果表明没有任何希望,那么我们会与家属讨论困难的话题,例如临终选择。偶尔我们会看到比预期多得多的脑活动,然后我们可以开始旨在康复的治疗。

一个著名的案例是罗姆·胡本的案例。

没错。他是一位对我们来说非常重要的患者:据所有人所知,他在车祸后完全没有反应长达 23 年。但在 2000 年代中期,我们对他进行了脑部扫描,并看到了明显的意识迹象。他有可能在所有这些年中都体验过情感。他是我们患者中第一个在这么长时间后被诊断出不同疾病的人。随后,我们在比利时的几个康复中心进行了一项研究,发现 30% 到 40% 的无反应患者可能表现出意识迹象。

我听说胡本最终在他的沟通促进者的帮助下能够打字。

是的,但他的促进者似乎是唯一能够理解和翻译他微弱的手势的人。她可能在无意识地打出自己的话。这种沟通方式通常行不通,而我们的团队被错误地与它联系在一起。这是一个复杂的案例,媒体未能充分报道。他们更感兴趣的是讲述耸人听闻、简单化的人性故事。尽管如此,这很好地说明了为什么我们在诊断这种情况时必须格外小心。

如何区分最低限度意识和闭锁综合征?

最低限度意识的患者几乎无法移动,并且没有完全意识到周围的环境。换句话说,他们的运动和心智能力有限。闭锁综合征患者也无法移动,但他们完全有意识。他们的大脑干受到了特殊类型的损伤。他们的大脑皮层完好无损,但与身体脱节。他们唯一能动的就是眼睛——这是患者和医生一开始都没有意识到的。这就是为什么诊断如此困难。仅仅因为患者无法移动并不意味着他们没有意识。这是一个经典的谬论;意识并不存在于我们的肌肉中,而是存在于我们的大脑中。

无法移动的人如何设法沟通?

为了首次在列日与最低限度意识的患者沟通,我们将他放入扫描仪中。当然,扫描仪无法直接告诉我们某人是在说是还是否。但有一些技巧。例如,我们可以告诉患者,“如果你想说是,就想象你在打网球。如果你想说否,就想象从你家前门到卧室的心理旅行。” “是”的答案会激活运动皮层;“否”的答案会激活海马体,海马体在空间记忆中起作用。由于大脑的这两个区域相距甚远,因此很容易区分是与否。从那时起,我们就可以向患者提出相关问题。

您还有哪些潜在的技术正在研发中?

未来,可以使用头皮电极和脑机接口读取脑信号。这将使沟通比使用脑部扫描仪更快、更便宜。我们还发现可以检查一个人的瞳孔:我们要求患者如果想说是,就将 23 乘以 17。这个难题会导致患者集中注意力,他们的瞳孔会因此略微放大。如果我们用摄像头对准他们的眼睛,然后电脑分析信号,我们可以很快确定预期的答案是肯定还是否定。

还有什么吗?

想想电影《潜水钟与蝴蝶》,它讲述了法国时尚杂志《Elle》的编辑让-多米尼克·鲍比的故事。他中风后患上了闭锁综合征。他用唯一剩下的功能正常的眼睛眨眼写了一整本书——这部电影就是根据这本书改编的。我们现在能够在患者的眼睛上方放置一个红外摄像头,这使他们能够相对轻松地聊天或写作。

意识可以被刺激吗?

是的,可以通过经颅直流电刺激来刺激。使用头皮电极,我们可以刺激大脑的特定区域。通过仔细放置,我们可以选择负责言语的区域,该区域与意识有关。如果我刺激大脑的这个区域,患者可能会听到并理解我说的话。在某些情况下,一名患者在刺激 20 分钟后首次能够短暂地进行沟通——例如,通过做出简单的动作来回应问题。其他患者已经能够用眼睛跟随某人。虽然意识并不存在于我们的肌肉中,但刺激患者可能会使他们有意识地移动肌肉。

这种技术对大约一半的最低限度意识患者有效。在我看来,这代表了未来的治疗方向,尽管我们尚不清楚大脑的哪些区域对刺激最敏感,或者是否应该每天刺激它们。但我不想给人们虚假的希望。我们仍然面临着最低可接受生活质量的问题。这是一个主要的哲学和伦理问题,不同的人会有不同的答案。我建议每个人提前与信任的人讨论这些问题。这样您就会知道,如果您处于这种情况,您的愿望和价值观将会被考虑在内。

您认为意识可以简化为仅仅是大脑吗?

我们已经对注意、感知和情绪的潜在大脑过程有了相当多的了解。抛弃这些知识是没有意义的。作为一名神经学家,我每天都看到脑损伤的后果。大脑是否是全部的故事还有待发现。科学研究必须以开放的心态进行。意识的主题充满了哲学意义和问题。作为一名医生,我的目标是将这些知识转化为实践。我们目前缺乏测量数千亿个突触及其缠结的神经递质的工具,这可能会令人沮丧。尽管如此,我认为由此推断我们永远无法理解意识是错误的。

© . All rights reserved.