植物人,15年,醒了!
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主人公是一個35歲的男人,因車禍處於植物人狀態已長達15年之久。他在接受了一種使用神經刺激的先進療法後表現出了恢復知覺和意識的徵兆。
這種療法顛覆了一種廣泛為人接受的認知,即進入植物人狀態12個月之後就再也沒有希望恢復知覺了。
自從在一次車禍中大腦受到嚴重損傷之後,這位男性就完全失去知覺意識了。但是在其大腦中安裝了刺激迷走神經(連接腦幹)的植入物後,他看起來似乎是恢復了知覺。
他開始用眼睛追蹤物體,當別人讀故事的時候他會保持清醒,如果有人突然闖入並把臉湊到他旁邊,他的眼睛會睜大。他甚至會對某些簡單的請求產生響應,比如有人問他問題時他會把頭轉過來,但是這需要花一分鐘左右的時間。
法國里昂Marc Jeannerod認知科學研究所的Angela Sirigu主導了這項研究,他說:「這位沉睡了15年的患者,他有反應了。現在他已經更加清醒了。」
德國蒂賓根大學的腦機介面專家Niels Birbaumer從事神經障礙交流的治療,他認為,這項發表在《Current Biology》上的研究帶來了倫理問題。他說:「很多患者被忽視了,在他們處於植物人狀態的時候可能就被動安樂死了。這篇論文使人們意識到,進入植物人狀態之後超過一年的時間並不代表患者完全沒有希望了。」
這項研究中所針對的迷走神經將大腦與幾乎所有重要的器官連接起來,從腦幹開始,通過頸部,胸部直到腹部。在大腦中,迷走神經直接連接到兩個重要的區域,這兩個區域在警戒和意識方面起到重要作用。
在持續20分鐘的手術中,一個小的植入物被放置在患者頸部的迷走神經旁邊。在對迷走神經進行了一個月的刺激之後,患者的注意力,運動和大腦活動都顯著改善了,進入了一種最低層次的意識狀態。
在右側圖中,暖色表明某些大腦區域的連接性在迷走神經刺激之後增強了,這些區域負責有意識的運動、空間推理和注意力。
大腦活動記錄也表明了這種變化,大腦區域之間的電信號交流增加了,與運動、感覺和知覺相關的區域也更加活躍了。類似的刺激方法已經被用於治療癲癇和抑鬱患者。
Sirigu和她的團隊希望將這種技術用於大腦損傷並不是那麼嚴重的患者,這可以給患者帶來更顯著的改善。她說,有些患者的大腦皮質是完整的(用於完成認知任務的大腦部分),但是腦幹受到損傷,而這會限制意識或知覺。
這項發現為植物人患者及家庭帶來了希望,或許在未來某一天可以重建大腦中最基本形式的通信。然而,有人會問,大腦受到如此嚴重損傷的患者自己是否願意擁有更清醒的意識和知覺呢?
Sirigu說:「我無法回答這個問題,從我個人角度來看,清醒更好,即使你仍然處於不好的狀態中,也應該清醒地知道發生了什麼。那麼你才能自己做決定是否要安樂死。」
英國伯明翰大學的認知神經科學家Damian Cruse認為這項發現非常令人興奮,他補充說,在未來,或許可以將迷走神經刺激和其他康復形式結合起來。
他說:「如果我們能夠使患者開始對外界刺激有反應,那麼我們或許也可以幫助他們接受語言治療,使得他們可以開始與別人交流。」
在過去的十年中,科學家們使用多種形式的腦-機介面,在與陷入昏迷狀態的患者交流方面取得了很多進步。
在這些研究中,一些甚至已經進入植物人狀態的癱瘓患者可以對提問回答是或否的問題,這樣的話家人和朋友就能知道他的意願和狀態了。
刺激迷走神經如何恢復意識和知覺
迷走神經被植入患者胸部的設備刺激。經過一個月的治療之後,患者的注意力、運動和大腦活動都顯著提升了。
圖示1、孤束核包含特殊的神經元,這種神經元能夠生成決定「戰鬥還是逃跑」的去甲腎上腺素,而這種激素與警惕性相關。
圖示2、這個區域與丘腦相連,丘腦調節睡眠、警覺和意識。
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