斯蒂芬晚上与朋友聚会后,午夜时分回到家中。几个小时后,他的母亲海伦听到 19 岁的儿子房间里传来奇怪的声音。她发现他脸朝下趴在床上。他因呕吐物窒息,很可能是酒精中毒所致。他已经没有呼吸了。
由于缺氧 10 到 15 分钟,斯蒂芬遭受了严重的脑损伤。两个月后,他被诊断为持续性植物人状态。处于这种状况的人有时会发出咕哝声,但对外界完全没有反应。
植物人可以活几年,有时甚至几十年,通常死于感染、器官衰竭或与原发性损伤相关的并发症。极少数人能恢复一些沟通和理解环境的能力。
近年来,神经科学家发现,大约有 20% 的植物人实际上仍有意识。医生通过追踪大脑对问题刺激的反应来判断。
对斯蒂芬的测试没有显示出任何意识。然而,他最终康复并恢复了生活,这是几乎不可能发生的事情。斯蒂芬是如何战胜如此渺茫的几率的?
希望渺茫?
那个夏天的早晨,海伦发现儿子濒死之际,斯蒂芬被紧急送往当地医院。CT 扫描显示他大脑白质广泛受损,包括额叶和顶叶,这些区域对工作记忆、注意力和其他高级认知功能至关重要。入院时,他在格拉斯哥昏迷量表上的评分是 15 分中的 3 分。你不可能得分低于 3 分——即使是死人也能达到这个分数。斯蒂芬在医院住了几个月,病情没有好转。
脑损伤、如头部受到重击,或非创伤性脑损伤,如缺氧、病毒感染或中风,都可能导致植物人状态。创伤性脑损伤患者在第一年内可能有所改善。但对于斯蒂芬这样的非创伤性患者,如果在最初几个月没有进展,通常就被认为已无康复希望。
我们才刚刚开始弄清楚为什么有些人会从脑损伤中康复,而有些人却不会。
尽管植物人对认知刺激没有反应,但脑干和被称为间脑的大脑区域通常是保留的。间脑调节睡眠-觉醒周期和运动反射,而脑干控制着呼吸、血压、心率、吞咽和瞳孔扩张等自主功能。与之形成鲜明对比的是,昏迷的患者通常需要呼吸机才能呼吸,无法睁开眼睛,也没有睡眠-觉醒周期。
由于许多基本生理功能对植物人来说仍然完好,他们通常在家中接受护理。当然,这并不容易;他们通过导管进食和补充水分,并且有卫生需求。但对于一个有奉献精神的家庭来说,这是可行的。在医院住了几个月后,斯蒂芬恢复了自主呼吸的能力并回到了家。不久之后,家人带他去了加拿大安大略省西部大学的脑与心智研究所,我和我的团队在那里对他进行了评估。
家庭医学
我们用尽了所有可用的工具,对斯蒂芬进行了四天的测试,寻找任何一丝内心活动的迹象。斯蒂芬的眼睛在眼眶里转动,似乎没有聚焦在任何东西上,他的反射偶尔会使他的身体抽搐。功能性核磁共振成像 (fMRI) 和脑电图 (EEG),两者都测量大脑活动,都没有产生积极结果。
许多此类患者的家属求助于替代疗法,因为常规治疗无效。斯蒂芬的家人尝试了高压氧疗法,这是一种成熟的减压病治疗方法,涉及患者在一个加压的房间或舱内呼吸纯氧。海伦还给了他草药补充剂,并将冰块放在他的脚上,咖啡粒放在他鼻子下方,试图引发生理反应和记忆。
这些方法是否帮助斯蒂芬康复了?我不这么认为。没有科学证据表明这些技术对植物人有效。尽管我们已经对大脑和意识脆弱、不稳定的本质有了大量的了解,但我们才刚刚开始弄清楚为什么有些人会从脑损伤中康复,而有些人却不会。
斯蒂芬的回归
在我第一次检查他几个月后,斯蒂芬开始了他的回归。这一切始于他因为母亲的一句随口评论而发笑。渐渐地,他开始说话、自己吃饭、刷牙,并通过物理治疗恢复了行走能力,尽管大多数时候他都使用轮椅代步。
我邀请斯蒂芬来访,以便我们能更好地了解他是如何康复的,以及他是否还记得我们测试的任何内容。
他详细描述了他在看似植物人状态下经历过的许多测试。他记得在做脑电图时,电极被戴在他的头上,并且他曾在功能性核磁共振成像扫描仪内。我们给他看了实验室工作人员的照片——有些人在他住院期间照顾过他,有些则没有。我们还给他看了他接受检查的房间的照片,以及他未接受检查的房间的照片。斯蒂芬正确地认出了与他一起工作的员工和他所在的房间。
一年后,我开车去他家进行另一次随访。“你想和我谈谈什么?”斯蒂芬说,他现在是一个 21 岁的年轻人,留着修剪整齐的黑发和黑眼睛,看起来很专注。我建议他谈谈脑损伤后在医院重症监护室的经历。
“我感觉被困住了,”他说,“但我并不害怕或绝望。我知道我能挺过去。”
他说他没有疼痛,并且一直在努力沟通。
“感觉就像被困在身体里,却无法控制它。”
与大脑对话
斯蒂芬的病情没有医学术语:有意识却完全无法沟通和控制身体运动。闭锁综合征(Locked-in syndrome)与之接近,但那些患者能够移动眼睛(这在回答问题时很有帮助),而斯蒂芬却无法有意地这样做。
从临床上看,他处于植物人状态。但我们是如何错过了他闪烁的意识的呢?

这款由塔夫茨大学开发的钱包大小的 fNIRS 设备使用激光检测大脑活动。该设备已被证明比脑电图更准确,戴在患者前额,并连接到电脑。(摄影:Pat Greenhouse/The Boston Globe via Getty Images)
Pat Greenhouse/The Boston Globe 供图
缺氧会随机损伤大脑区域。一个人可能对运动皮层造成轻微损伤,并导致单侧瘫痪。另一个人可能遭受大脑连接运动皮层与丘脑的区域损伤,丘脑已知调节意识,结果导致植物人状态。
第二种情况很可能发生在斯蒂芬身上。这个区域的损伤也可能掩盖扫描通常会检测到的大脑活动,从而解释了为什么我们错过了它。斯蒂芬康复是因为他大脑中两个区域之间的连接重新生长,或者大脑以新的方式将它们连接起来。
他的案例强调了 fMRI 和 EEG 在确定意识方面的局限性。一种替代方法最近出现了:fNIRS,或功能性近红外光谱,它使用激光通过测量血液中的氧含量来检测大脑活动。它便携且比 fMRI 便宜。并且它在检测大脑活跃区域方面比 EEG 表现出更高的准确性。
最终,fNIRS 可以用于患者家中,让他们能够与家人交流。他们可能会问:“你今天感觉好吗?”要回答“好”,可能会指示该人想象一个任务(例如打网球),该任务会激活大脑的特定区域。要回答“不好”,他们会被要求想象一些会激活不同大脑区域的事情(例如在家中四处走动)。最近,该设备在一家加拿大医院的重症监护室使用,以促进患者与医生之间的沟通。
虽然仍然没有医学上证明的方法可以将人从生与死的灰色地带拉回来,但便携式 fNIRS 可以提高没有反应但有认知意识的人的生活质量。
至于斯蒂芬,他的生活质量仍在不断提高。他在一所大学学习生命科学,并且即将摆脱轮椅。














