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对于那些在严重脑损伤后幸存下来的患者，判断实际意识水平已被证明是一个困难的过程。 而预后有时可能意味着生与死之间的区别。
新的研究表明，一些植物人患者能够进行简单的学习——这对于许多在其他传统认知测试中失败的人来说是意识的标志。 这些发现今天发表在《自然神经科学》杂志上（《大众科学》是自然出版集团的一部分）。
为了判断患者是处于有某种感知或有意识的运动证据的微意识状态（MCS），还是已经陷入了既没有感知也没有有意识的运动的植物人状态（VS），医生传统上会使用一系列测试和观察，其中许多测试和观察需要一些主观的解释，例如判断患者的动作是否有目的性——例如，指示受损的饲管——还是只是随机的。
“我们希望有一种客观的方法来了解另一个人是否有意识，”高级研究作者、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。
先前的神经影像学工作让医生感到惊讶，它显示一些植物人患者在被要求想象进行诸如打网球之类的身体任务时，其前运动区域仍然有活动。在其他患者中，口头提示引发了语言区域的活动。
“我们没有更好的技术来评估这些个体的认知和大脑状态，这真的令人震惊，”哥伦比亚大学的神经科学和心理学教授乔伊·赫希说，她没有参与这项研究。
最近的研究表明，大约 40% 的植物人状态诊断是不正确的。 这一惊人的统计数据再次强调了需要更好的工具来衡量那些通常难以量化的东西——意识。
训练思维
为了研究植物人和微意识状态患者通过经典条件反射学习的能力，研究人员借鉴了 19 世纪俄罗斯心理学家伊万·巴甫洛夫的工作，他通过将声音与食物的呈现联系起来，使他的狗在听到铃声时流口水。 在这种情况下，他们发出一个音调，大约 500 毫秒后，向眼睛喷出一股轻微的气流，这是一种轻微的不良刺激。 气流会使患者眨眼或畏缩，这是一种自然反应，但在半小时内反复试验后，许多患者会开始预测气流，仅仅在听到音调后就眨眼。
如果两个刺激同时发生，即使是意识较低的生物，例如蜗牛，也可以被训练来等同这些刺激。 但是，将第二个刺激延迟超过 200 毫秒就足以证明某种学习，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。 他说，为了建立这种联系，即使时间间隔很短，“你需要有意识的处理”。
为了证明植物人和微意识患者表现出意识的程度，研究人员还对接受全身麻醉的人进行了测试（具体来说，是对接受丙泊酚进行内窥镜检查的患者）。 这些被认为完全缺乏意识的个体没有表现出任何学习迹象。
更重要的是，目前对植物人或微意识的划分并没有决定患者的学习效果。 一些微意识患者的学习效果不如一些被归类为植物人的患者，反之亦然。 “我认为人们普遍认为需要修改对这些患者进行分类的方式，”西格曼说。
新的学习检测也引发了关于何时应将患者归类为持续性植物人状态的问题——在这种状态下，康复的可能性不大——就像当时确定特丽·夏沃的情况一样。 让病人停止生命维持的决定通常部分基于医生对康复的预测和对意识的评估。 如果“有人表明病人可以学习”，贝金施泰因说，“我认为这是一个非常明确的论点”来让他们活下去。
新的康复迹象
这些发现也可能对患者康复具有实际应用。 贝金施泰因说，在开始时，“我们想测试学习能力和意识处理能力。” 但是，一旦研究开始，他们发现学习能力和速度在预测来年康复程度方面大约有 86% 的准确率。
他说，“如果你以一种微妙的方式思考这个问题”，他们可以改变他们的大脑网络——[显示出]一些可塑性——这意味着至少有一些康复的空间。”
该领域的其他研究人员对结果感到鼓舞。“这是一项非常重要的研究，”赫希说。“我们对经典条件反射所涉及的神经回路知之甚少，”她说，但“使用学习范式来预测患者是否会[康复]可能是一个重要的想法。”
研究人员希望类似的测试能在世界各地的医院得到广泛采用。 作者指出，功能性磁共振成像 (fMRI) 机器和其他诊断测试可能很昂贵，而且在许多地方难以获得。 大部分测试是在阿根廷完成的，那里的成像能力可能不如美国或英国。 对于这个测试，“你只需要两根电线，花费 100 美元，”西格曼说。 “实际上，它具有很强的影响。”
同时也是哥伦比亚大学成像和认知科学项目主任的赫希仍然认为，“功能成像仍然是首选工具”，因为它能够揭示“隐藏在这些患者体内，但通过[传统的]床边测试无法观察到的认知过程。”
西格曼仍然对宣布该测试万无一失持谨慎态度，但他断言他们的结果可能只有两种含义：要么患者“有意识，要么测试是错误的”。 确定我们自己以外的任何事物是否真的具有意识会很快陷入一场哲学辩论。“最终这是一个极其困难的问题，”西格曼说。 但他希望他们的简单测试将有助于为更明确和准确地评估严重脑损伤患者的意识铺平道路。
测试治疗
一些植物人或微意识患者可以学习的发现，对所有人来说并不感到意外。 最近，植物人患者的认知过程 fMRI 结果陆续出现，这导致了神经认知康复研究网络的首席研究员约翰·怀特（他没有参与这项研究）质疑了分类系统本身。 可能是植物人和微意识患者之间存在“明确的界限”，“但我们的工具太粗糙，无法告诉我们谁在界限的哪一边，”他说。 或者可能是意识的类别没有那么容易定义。“似乎很可能人们可以拥有能够做某些事情的神经回路，而[另一些]则不能。”
基于不同能力（而不是当前基于无法证明的能力的标准）评估患者的这种模糊的未来，引入了更多的道德阴影。 如果医生不能再给出一个关于患者是否有意识的黑白分明的答案，而是必须对认知能力进行复杂的、灰色地带的评估，这将留下不确定的标准“来支持我们的伦理决策”，怀特说。
目前的发现——以及怀特和他的团队所做的研究——强调了每个植物人或微意识状态患者的巨大个体差异。 怀特最近的研究表明，诸如安眠药（唑吡坦）之类的药物可以帮助植物人患者恢复意识，但它并没有被证明是万能的。 怀特指出，即使是一些被发现对某些患者有效的治疗方法，也不会对每个人都有效。
然而，对于西格曼和贝金施泰因来说，他们发现即使是一点点学习也提供了一线希望。“表明某人可以在半小时内形成记忆是一种开始的方式，”贝金施泰因说。“如果我们能够使用这种基本的关联范式并在此基础上构建，那么它可能成为一种康复形式，”他补充说。“这就是我们努力的方向。”