濒死人脑的活动激增可能暗示短暂的意识体验

垂死大脑活动增加可能与临终前的意识体验有关,但科学家们并不确定

3D illustration of Interconnected neurons with electrical pulses on purple background.

研究人员在一项新的研究中记录了昏迷患者的大脑活动。这张库存图片显示了神经元的电活动。

在生命的最后几分钟,一些人的大脑会产生令人惊讶的、看似有组织的电活动激增,这可能反映了意识——尽管科学家们并不完全确定。 

根据周一(5月1日)发表在《PNAS》杂志上的新研究,这种激增有时会在人停止呼吸后但在大脑停止运作之前发生。这种活动模式与人们清醒或处于梦境状态时所见的活动模式有些相似,这导致人们猜测,也许这些电涌反映了经历过濒死体验的人所报告的超凡脱俗的体验:一种从体外观看身体的感觉;一条隧道和白光;或一种重温重要记忆的感觉。 

然而,由于新研究中的所有患者最终都去世了,因此不可能知道他们是否有过这样的经历。 


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密歇根大学医学院神经科学家吉莫·博尔吉金说:“如果你谈论死亡过程,我们知之甚少。”博尔吉金领导了这项研究。博尔吉金告诉《生命科学》说,在患者临终时对其大脑进行持续监测的情况很少见。“这可能是第一个真正逐秒展示大脑如何死亡的研究。”

濒死体验 

一些从死亡边缘被救回来的人报告说,在复苏期间或当他们似乎失去知觉时,他们看到或听到了一些无法解释的事情。这些濒死体验的原因尚不清楚,也不清楚它们是否是死亡特有的。 

哥本哈根大学的神经学家丹尼尔·孔齐埃拉说,国际调查表明,只有大约一半被称为“濒死体验”的经历实际上发生在危及生命的情况下,他没有参与这项新研究。孔齐埃拉告诉《生命科学》,另一半发生在冥想期间或不危及健康或影响大脑代谢的可怕情况下。 

孔齐埃拉说:“问题是,从经验本身来看,你无法判断某人是否发生过心脏骤停或晕厥[短暂的意识丧失]或险些发生交通事故。” 

因为幸存下来并报告濒死体验的人与死亡的人本质上是不同的——例如,他们的大脑不会永久丧失功能——因此很难确定那些真正死亡的人是否也有这些主观体验。 

2013年,博尔吉金和她的同事测量了他们通过心脏骤停处死的大鼠大脑中的电活动。他们发现,在心脏停止跳动后约30秒内,大脑中出现了伽马波的激增,伽马波是大脑中最高频率的电振荡。伽马波与意识体验相关,但并不一定证明某人有意识;它们只是某人可能意识到和警觉的众多指标之一。 

2022年,另一组医生碰巧正在使用脑电图(EEG)监测一位87岁男性的脑部,脑电图可以检测大脑表面的电活动,当时这位男性意外去世了。与博尔吉金的大鼠类似,这位男性的大脑在心脏停止跳动前后的30秒内显示出伽马活动激增。  

“读取”垂死的大脑 

在他们的新论文中,博尔吉金和她的团队有意识地努力使用脑电图来捕捉大脑在死亡期间的样子。 

研究人员获得了许可,可以监测重症监护室中临终患者的情况,这些患者在治疗无效后被撤除了呼吸支持。这项研究总共包括四名患者,他们都是心脏骤停后昏迷的患者。 

在他们的呼吸机被移除后的30秒到2分钟内,四名患者中的两名的大脑显示出伽马波的激增。有趣的是,这种伽马活动似乎是有组织的,因为大脑一部分的伽马波与其他区域的可预测活动模式相关联。 

颞顶联合区是一个大脑区域,颞叶和顶叶在耳朵后方的大脑后部相遇,该区域的伽马波尤其活跃。博尔吉金说,已知该区域在人们有灵魂出窍体验或做梦时会被激活。 

神经科学家兼数据科学家劳尔·维森特说,新的发现与2022年意外死亡的87岁患者的情况相呼应,他与人合著了2022年的研究,但没有参与博尔吉金的工作。“很高兴看到得到证实,”他告诉《生命科学》。 

路易斯维尔大学健康中心的神经外科医生阿吉马尔·泽马尔也与人合著了2022年的研究,他说:“我们拥有的发现越一致,就越能证明这很可能是死亡时发生的一种机制,如果我们能将其精确定位到一个位置,那就更好了。” 

泽马尔和维森特乐观地认为,这些信号可能是死亡瞬间意识体验的迹象。但孔齐埃拉更持怀疑态度,这反映了该领域的争论。 

他说:“我们知道,当你死于心脏死亡而不是脑死亡时,这需要时间。”他说,从心脏停止跳动到脑细胞死亡之间会过去几分钟。“在这些分钟内,你会看到大脑中出现异常的电生理活动,这不足为奇。” 

孔齐埃拉说,有些人可能会在这些时刻体验到类似濒死体验的事情,但我们可能永远无法确定。他再次表示,这些体验可能不是死亡所独有的——对于包括危及生命的体验和非危及生命的体验在内的濒死体验,一个更可能的解释可能是“REM睡眠侵入清醒状态”,在这种情况下,大脑混合了清醒和做梦状态。(REM睡眠的特点是做梦和与清醒非常相似的大脑活动模式,包括伽马波和其他低频波。) 

博尔吉金的团队仍在收集临终数据,希望增加证据,证明垂死的大脑可能会产生可预测的伽马波模式。已经有其他研究小组试图使用人工智能来识别人们在梦中看到的物体,这基于他们的大脑活动——维森特说,类似的读心术可能对无意识和临终患者有效。 

维森特说:“如果我们收集到足够的数据,这为在某个时候解码处于不同昏迷状态的人的想法提供了机会。” 

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