文 | 追问nextquestion
杨德昌导演的电影《一一》中，婆婆由于意外摔倒而陷入昏迷，护工建议家人每天多和婆婆说说话，以帮助她的恢复。那么，和昏迷中的人说话，对方真的能听到吗？昏迷中的人是否有意识呢？
01 有意识反应的“植物状态”
如何确定昏迷中的人是否存在意识，从上世纪90年代开始，一直是一个极具争议的话题。
一方面，现代医学中“植物状态”（Vegetative State）被定义为“患者无意识内容，是一种无反应状态”；另一方面，在过往的病例中，又确实有13-19%的植物状态或昏迷状态的患者对某些外界刺激表现出了有意识反应。
▷Owen, Adrian M., et al. "Detecting awareness in the vegetative state." science 313.5792 (2006): 1402-1402.
2006年一篇发表于Science的论文报道了一个案例[1]：一位因为交通事故而陷入植物状态的23岁女性患者，对一些语言刺激表现出了和正常人无异的神经活动。不仅如此，在面对有歧义的语句时，她的左腹侧前额叶也产生了和正常人类似的明确的神经活动反应。
这意味着，她不仅拥有语言反应，还保有对语言的理解力。更令人惊讶的是，研究人员还观察到了“想象行为”——在接收到想象某项运动如打网球或走路的指令后（动作幻想），她的神经活动竟和健康对照组并无区别。
▷研究观察了患者和一组12名健康志愿者（对照组）在想象打网球的过程中的辅助运动区 (SMA) 活动。当患者和同一组志愿者想象在房子周围移动时，研究检测到了海马旁回（PPA）、后顶叶（PPC）和前运动皮层（PMC）活动。
该患者虽然在医学标准上符合“植物人”判定，但是她能理解并配合实验者的指令，这表明了某些程度上她有对自身和环境的意识。这一研究也强调了，有神经活动回应能够证明患者意识的存在，而没有回应也并不代表患者无意识。
此前医学界大多认为，昏迷后人要么脑死亡，要么过渡到植物状态，而这两者都被认为是没有意识的。Adrian Owen团队的这项发现彻底地打破了医学界对植物人的认知——在植物状态和完全意识之间，可能还存在一种“最小意识状态”（Minimally Conscious State, MCS）或“潜在意识”状态。
那么，到底如何判定一个人，尤其是当对方无法用语言和行为交流时，是否存在意识呢？
02 对于意识存在的判断
对于意识存在的判断，首先我们需要了解“死亡”的几种分类。
死亡分为法律上的宣告死亡和自然死亡。在自然死亡范畴中，又分为临床死亡、脑死亡和生物学死亡三个阶段[2]。
植物状态，则是接近于上述状态但保留了一定生理功能的状态。根据《默沙东诊疗手册》的说法[3]：
植物状态，被定义为一种慢性疾病，患者可以维持血压（BP）、呼吸和心脏功能，但不能维持认知功能。下丘脑和延髓脑干功能保持完整支持心肺功能和自主神经功能，皮层受损严重（认知功能消失），但网状激活系统（RAS）功能保留（维持觉醒）。中脑或脑桥反射可能存在或不存在。患者通常没有自我意识，只能通过反射与环境互动。
然而，Owen团队的发现却证明，被判定为植物人的患者可能存在自我意识，甚至可以自主地通过神经活动与环境互动（如根据医生的指示来想象打网球），并且这种神经活动的程度可以被fMRI或EEG监测到。这种没有实际行为的反应，被称为“潜在意识”。
03 认知-运动解离：对意识的新理解
在Adrian Owen团队之后，其他研究团队也通过类似的动作幻想技术，确认了一部分被认为是植物人的患者实际上可以表现出“潜在意识”，这类患者被观察到存在一个共同的症状 ——“认知-动作解离”（Cognitive Motor Dissociation, CMD）。
所谓“认知-动作解离”，也就是上文中提到的，患者在接收到外界刺激时能够在神经活动上作出反应，甚至表现出与正常人无异的运动想象，但由于运动系统的障碍，无法做出相对应的动作。
▷Schiff, Nicholas D. "Cognitive motor dissociation following severe brain injuries." JAMA neurology 72.12 (2015): 1413-1415.
2015年，Nicholas D. Schiff团队在fMRI成像技术的基础上，使用动态因果建模（DCM）和扩散张量成像（DTI）技术，评估了支持患者动作幻想神经活动的大脑网络的功能完整性，以此分析出认知-动作解离背后的神经机制[4]。
研究发现，健康个体中，丘脑与运动皮层之间的兴奋性耦合是执行运动行为的关键因素，而在潜在意识的患者中，DCM和DTI分析显示，这一耦合被选择性中断。这解释了保留的运动想象与缺失的骨骼运动之间的解离，这就像操控挖掘机的机械臂时，机械臂与操控台之间的电路断了，我们仍然能够发布指令，只是没有办法控制实际的移动。
DCM：一种用于分析大脑网络中不同区域之间因果关系的技术，可以帮助理解大脑不同区域之间的互动和连接。
DTI：一种基于MRI的成像技术，用于测量和描绘白质纤维束的方向和完整性，可以帮助研究大脑结构的变化和连接。
04 认知-运动解离的普遍性研究
认知-行动解离患者很容易被误诊为植物状态，但是目前尚未有统一标准来准确辨别认知-动作解离，前文中Schiff团队发现的机制不一定适用于其他的认知-运动解离患者。另外，此前针对认知-运动解离患者的研究，大多是小范围、不集中、不统一的，样本量也比较小。在这样的背景下，很难研发出一个可以全球通用的患者判断标准，更不要说针对该症状的治疗手段。
针对这一困境，由天桥脑科学研究院-麻省总医院研究学者奖（Chen Institute MGH Research Scholar Award）支持的论文《意识紊乱中的认知-行动解离》[5]提出了一个可能的解决方案。该论文于2024年8月发表于the New England journal of Medicine，陈氏学者（Chen Scholar）Brian L. Edlow为主要参与者。
▷Bodien, Yelena G., et al. "Cognitive motor dissociation in disorders of consciousness." New England Journal of Medicine 391.7 (2024): 598-608.
该研究团队对353例被确诊患有意识紊乱的成年患者，进行了基于想象行为任务的fMRI和EEG评估。结果发现，被国际标准量表CRS-R（Coma Recovery Scale-Revised）判定为昏迷、植物状态或最小意识状态的患者有241 名，其中25%（60名）患者表现出了认知-行动解离的症状（没有可观察到的反应）；CRS-R评估为最小意识状态加（MCS+）*或已从最小意识状态中恢复的参与者有112名，其中43名（38%）在基于任务的fMRI、EEG或两者的检测中对指令有反应（有可观察到的反应）。
依据是否具有语言处理的能力，最小意识状态（MCS）被分为MCS－和MCS+。MCS+患者表现为简单的遵循指令，出现可以理解的语言表达，或者有意识的非功能交流。MCS-患者表现为视觉追求和固定，对有害刺激定位，或存在一些简单的自主活动，如抓床单等。
这一发现，高于过往研究的数据（10-20%的意识紊乱患者有认知-行动解离的症状）。虽然过往通用的行为测量标准（CRS-R）对判断患者的意识状态和对外界的回应能力方面有一定借鉴意义，但借助基于任务的脑扫描技术，可以更好的提升判断患者意识的准确度，尤其是同时使用EEG和fMRI两种技术，还可以进一步提高测量的精度。这一结果也说明，认知-运动分离症状现象的普遍性，可能被低估了。
05 测量植物状态下意识存在的意义
试想一下，如果你能感知到周围的一切，例如床边医疗器械的声音，亲人、朋友对你的私语，却无法说话或移动、也不能做出任何反应。这种孤立无助的状态，可能让人放弃最后一丝生的意愿。尽管“活死人”现象在植物状态患者中仅占少数，但无论其发生的概率多低，每一个个体都是真实而珍贵的生命。
无论是出于技术进步还是人文道德，我们都需要一种更便捷、更精准、成本更低的测量方法来确定昏迷中的患者的意识状态。YG Bodien 等人的研究前所未有地集成了多地的患者数据，统一了测量方法（脑成像技术），尽可能地提高了认知-运动分离患者的统计精度，这一发现为未来的医疗技术和手段的研究指明了方向，也为那些处于无声世界中的生命带来了新的希望。
参考文献：
[1] Adrian M. Owen et al.,Detecting Awareness in the Vegetative State.Science313,1402-1402(2006).DOI:10.1126/science.1130197
[2] Liao Youmou，Wang Xinde. Death? Brain Death? Clinical Death?[J]. CHINA TERMINOLOGY.
[3] MSD Manuals. 2024.09. https://www.msdmanuals.cn/professional/neurologic-disorders/coma-and-impaired-consciousness/vegetative-state-and-minimally-conscious-state
[4] Schiff ND. Cognitive Motor Dissociation Following Severe Brain Injuries. JAMA Neurol. 2015 Dec;72(12):1413-5. doi: 10.1001/jamaneurol.2015.2899. PMID: 26502348.
[5] Bodien, Yelena G et al. “Cognitive Motor Dissociation in Disorders of Consciousness.” The New England journal of medicine vol. 391,7 (2024): 598-608. doi:10.1056/NEJMoa2400645
