人類可以單純依靠思維來(lái)交流嗎？

幾十年來(lái)，科學(xué)家和科幻小說(shuō)家一直憧憬著，有一天我們可以單純依靠思維來(lái)交流。下面是一位英國(guó)科研人員近年來(lái)對(duì)植物人的跟蹤研究心得，從中我們似乎可以看到這一天到來(lái)的曙光：

我從1997年開始研究對(duì)外界刺激沒有反應(yīng)的病人。那一年，我遇到了凱特，她曾是英國(guó)劍橋的一位年輕教師，在一場(chǎng)類似流感的疾病后，進(jìn)入了昏迷狀態(tài)。幾周后，醫(yī)生宣布她成了植物人，這意味著盡管她有睡眠—覺醒周期，但失去了意識(shí)。凱特可以睜眼閉眼，甚至還會(huì)很快掃視病房，但沒有任何內(nèi)心活動(dòng)，對(duì)家人和醫(yī)生給她的外界“刺激”也沒有任何反應(yīng)。

那時(shí)，我正在英國(guó)劍橋大學(xué)研究掃描大腦的新方法，我的同事戴維·梅農(nóng)，一位急性腦損傷專家提議，用正電子發(fā)射斷層顯像（PET）掃描凱特的大腦，看能否在她的大腦中檢測(cè)到認(rèn)知活動(dòng)的跡象。掃描凱特大腦時(shí)，我們?cè)陔娔X屏幕上快速展示她的朋友和家人的照片，同時(shí)監(jiān)測(cè)凱特大腦中的活動(dòng)跡象。結(jié)果令人震驚，凱特的大腦不僅能對(duì)熟人的面孔作出反應(yīng)，而且活動(dòng)模式跟正常人看到所愛的人的照片時(shí)驚人相似。

這意味著什么？難道凱特雖然看似不省人事，但大腦存在意識(shí)？還是說(shuō)這只不過是某種反射性反應(yīng)？

聽到請(qǐng)回答

掃描凱特大腦之后的幾年中，我們又嘗試了一些新方法，來(lái)檢測(cè)“隱藏”在植物人身上的意識(shí)活動(dòng)—我們稱之為內(nèi)隱意識(shí)。

我們先給病人播放一段朗讀散文的錄音，以及一段類似言語(yǔ)但沒有任何語(yǔ)義的語(yǔ)音，然后把病人產(chǎn)生的大腦反應(yīng)和正常人進(jìn)行比較。我們發(fā)現(xiàn)，所謂的“植物人”的大腦活動(dòng)，和正常人的大腦活動(dòng)非常相似—在播放散文錄音時(shí)，“植物人”大腦中感知語(yǔ)言的區(qū)域通常會(huì)活躍起來(lái)；而播放類似言語(yǔ)的噪音時(shí)，感知語(yǔ)言的區(qū)域則不會(huì)有所反應(yīng)。然而，我們并不能就此確定，某些植物人這種看上去與正常人相似的大腦反應(yīng)，到底是反映了一些目前尚未檢測(cè)到的意識(shí)活動(dòng)，還是說(shuō)這些大腦反應(yīng)與高級(jí)意識(shí)無(wú)關(guān)，只是一種本能的、自發(fā)的神經(jīng)信號(hào)，一種反射性反應(yīng)。

為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，我和同事們做了一個(gè)極為重要的后續(xù)實(shí)驗(yàn)：給一些健康人（我們選了麻醉師做志愿者）注射鎮(zhèn)靜劑，然后在他們昏迷時(shí)，播放我們?cè)谙惹皩?shí)驗(yàn)中使用的兩種錄音。

麻醉師們變得無(wú)意識(shí)后，我們給他們播放朗讀錄音。令人吃驚的是，麻醉師大腦中感知語(yǔ)言的區(qū)域和他們清醒時(shí)一樣活躍。這個(gè)至關(guān)重要的證據(jù)告訴我們，某些植物人出現(xiàn)與正常人相似的大腦反應(yīng)，并不能說(shuō)明這些病人存在內(nèi)隱意識(shí)。因?yàn)榇竽X感知語(yǔ)言的區(qū)域似乎會(huì)自動(dòng)對(duì)言語(yǔ)產(chǎn)生應(yīng)答，即使在我們沒有意識(shí)的情況下。

是時(shí)候改變思路，換一個(gè)角度去探索植物人是否有內(nèi)隱意識(shí)了—問題的關(guān)鍵并不在于病人的腦區(qū)是否能被激活，而在于能否通過病人的某種反應(yīng)，確認(rèn)他們是有意識(shí)的。

我們把目光投向了臨床上比較經(jīng)典的意識(shí)評(píng)估方法：對(duì)指令的響應(yīng)。在醫(yī)療類電視劇中，經(jīng)常能聽到醫(yī)生對(duì)病人說(shuō)：“如果你能聽到我說(shuō)的話，就捏一下我的手”，指的就是這種方法。當(dāng)然，我們的研究對(duì)象通常病情過重，沒法用肢體語(yǔ)言對(duì)指令作出反應(yīng)，不過，他們能否通過大腦想象，產(chǎn)生可檢測(cè)到的大腦活動(dòng)，對(duì)指令作出反應(yīng)呢？

掃描讓植物人發(fā)現(xiàn)自我

我們和比利時(shí)神經(jīng)科學(xué)家梅蘭妮·博利合作，開展了下列實(shí)驗(yàn)：

讓正常人想象自己正在執(zhí)行各種任務(wù)，比如想象正在打一場(chǎng)激烈的網(wǎng)球賽，然后檢測(cè)他們的大腦活動(dòng)。大腦掃描結(jié)果顯示，當(dāng)正常人想象自己正在執(zhí)行各種任務(wù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈而穩(wěn)定的大腦活動(dòng)，并與真實(shí)執(zhí)行這些任務(wù)時(shí)的大腦活動(dòng)極為相似。

我們?cè)谝晃槐淮_診為植物人的病人身上，使用了功能性磁共振成像技術(shù)（fMRI）。這位年輕的女病人因遭遇車禍，腦部受到重創(chuàng)，一直昏迷。接受功能性磁共振掃描前，她已經(jīng)有五個(gè)月對(duì)外界刺激完全沒有反應(yīng)，符合國(guó)際公認(rèn)的植物人診斷標(biāo)準(zhǔn)。在掃描期間，我們讓她數(shù)次按照指令，想象打網(wǎng)球和在家中走來(lái)走去。有意思的是，當(dāng)她想象自己在打網(wǎng)球時(shí)，會(huì)與此前的健康自愿者一樣，激活前運(yùn)動(dòng)皮層；而當(dāng)她想象自己在家中走來(lái)走去時(shí)，也會(huì)激活頂葉和海馬旁回。由此，我們得出結(jié)論，盡管這位病人不能通過身體對(duì)外界刺激作出反應(yīng)，但她是有意識(shí)的。這個(gè)發(fā)現(xiàn)將讓醫(yī)生、護(hù)士和她的家人重新認(rèn)識(shí)她，并改變對(duì)待她的方式。

我認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)，會(huì)鼓勵(lì)人們更愿意與病人交流，經(jīng)常去探望他們，一起追憶往昔、開玩笑，這些做法肯定有助于提高病人的生活質(zhì)量。

研究中，我們還探索了讓病人通過想象某一任務(wù)，來(lái)回答“是”或“否”的可能性。參與這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的病人，在五年前大腦受到創(chuàng)傷，經(jīng)過數(shù)次檢查，都被診斷為植物人。在做功能性磁共振成像時(shí)，研究人員會(huì)對(duì)這位病人講，將會(huì)問他一些簡(jiǎn)單的問題，然后他可以通過想象自己在打網(wǎng)球（如果他回答“是”），或想象自己在家中走來(lái)走去（如果他回答“否”）來(lái)作出回應(yīng)。不可思議的是，成像結(jié)果顯示，這位病人居然成功回答了五個(gè)與個(gè)人生活有關(guān)的問題。比如，他能夠指出，他有兄弟但沒有姐妹，他父親名叫亞歷山大而非托馬斯。他甚至還可以確認(rèn)，在受傷前，他在假期中去過的最后一個(gè)地方的名字。為避免研究人員的主觀因素影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析大腦成像結(jié)果的技術(shù)人員事先并不知道問題的答案，這些問題及答案都由病人家屬提供。

顯然，這位病人的認(rèn)知水平肯定不只是對(duì)周圍環(huán)境有意識(shí)這么簡(jiǎn)單，因?yàn)椤盎卮稹眴栴}是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)。看起來(lái)，他仍具備一些高級(jí)認(rèn)知功能，可以轉(zhuǎn)移、保持和選擇關(guān)注的焦點(diǎn)，可以理解語(yǔ)言，可以作出恰當(dāng)?shù)倪x擇，可以將信息存儲(chǔ)于工作記憶中并進(jìn)行處理—比如，在作選擇前，能聽懂并記住研究人員規(guī)定的應(yīng)答方式，以及回憶他受傷前發(fā)生的事。雖然這個(gè)病人可以通過大腦成像和我們“交流”，但當(dāng)他躺回病床后，卻依然無(wú)法與病床邊的任何人交流。實(shí)驗(yàn)過后，醫(yī)生們?cè)俅螌?duì)這位病人進(jìn)行了常規(guī)診斷及病情評(píng)估，這一次他們把評(píng)估結(jié)果由“植物人”改成了“微意識(shí)狀態(tài)”—這提示我們，醫(yī)生對(duì)這類病人的診斷并非是一錘定音、一成不變的。

有一個(gè)年輕人已經(jīng)被診斷為植物人12年了，我們問了他一個(gè)可能會(huì)改變他生活的問題。BBC紀(jì)錄片團(tuán)隊(duì)拍攝到了這個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻—當(dāng)時(shí)，我們問他，“你感覺到疼痛嗎？”結(jié)果通過大腦成像，我們發(fā)現(xiàn)他的回答是：“沒有。”這讓我們十分欣慰。

隨著研究的深入，我們尋找到一種更經(jīng)濟(jì)、更方便的檢測(cè)大腦活動(dòng)的方法—腦電圖（EEG）。利用這種技術(shù)，科學(xué)家可以通過貼在病人頭皮上的無(wú)創(chuàng)電極，來(lái)記錄大腦皮層中的神經(jīng)活動(dòng)，這樣病人體內(nèi)的金屬植入物就不會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果，而最重要的一點(diǎn)是，腦電圖檢測(cè)可以直接在病床邊實(shí)施。

下一步，我們將繼續(xù)研究用功能性磁共振成像和腦電圖檢測(cè)植物人的意識(shí)，嘗試與他們交流，把他們的想法傳遞到外部世界，為真正的腦機(jī)接口開辟道路。

回到文章開頭提到的凱特，在接受PET掃描的幾個(gè)月后，她開始逐漸康復(fù)。15年后，凱特和家人住在了一起。雖然她需要依靠輪椅，說(shuō)話有困難，但她重獲了認(rèn)知能力，幽默感也回來(lái)了，她還意識(shí)到，她和她的大腦在科學(xué)探索的進(jìn)程中起到了重要作用。她表示：“大腦掃描就像魔法一樣—它發(fā)現(xiàn)了我的存在。”