昏迷後還有意識嗎？科學家新招 找到沉睡在大腦裡的人

昏迷後還有意識嗎？科學家開發新方法，找到沉睡在大腦裡的人。(示意圖/Shutterstock)

昏迷後的人還有意識嗎？我們如何與他們重新搭上線？意識對醫學界一直是個謎團，不過有科學家嘗試開發了新的監測方法，爲沉睡的人打開甦醒的生機。

楊德昌導演的電影《一一》裡有一幕，老婆婆下樓倒垃圾後陷入昏厥，從此一覺不起。醫師叮囑家人多陪陪婆婆，媽媽便對兒子說：「從今天起，我們每個人每一天都要跟婆婆說話，這樣她纔會醒過來。」

昏迷的人，真的還有意識嗎？他們是否能感知刺激，即便無法給予迴應？我們又該怎麼與他們對話？

爲了回答這些問題，米蘭大學的腦科學專家馬西米尼（Marcello Massimini）開發出一套全新監測方法，並運用新指標「擾動複雜指數（Perturbational Complexity Index，PCI）」，更精準地判定患者的意識。

●找到沉睡在腦內的人　PCI讓家屬重燃希望

臨牀神經生理學專家柯曼杜奇（Angela Comanducci）曾在馬西米尼旗下受訓。離開實驗室後，她第一線治療意識障礙（DOC）的患者，親眼見證了PCI的臨牀影響力。

2020年6月，一名21歲、腦部嚴重受損而昏迷的女子，被送進柯曼杜奇的病房。「所有臨牀診斷的測試、實驗，都指出她腦內不存在意識活動。」女子的病情非常悲觀，家人一度被告知，她很可能永遠不會再醒來。

但當柯曼杜奇使用馬西米尼的新方法，量測該名女子的PCI，所有人都震驚極了。「只有短短几秒鐘，我在螢幕上看到，她還在，在她的大腦裡。」這名女子的PCI顯示，她的腦內仍存在高度整合性，被判定爲尚有極低度的意識。

柯曼杜奇因此對復健人員說：「你們現在起要扮演偵探，四處搜尋、把她找回來！」

接下來數週，復健人員開始定時去移動患者的手指、手臂、腿部，藉此刺激她的大腦。他們對着她說話、想要得到一點回應—可能是嘆口氣、也可能是眼球的微幅轉動；醫師並開立一種名爲阿曼他丁（amantadine）的藥物，試圖激發腦部仍然健全的區塊活動。

1個月後，女子的手指有了動靜。在復健人員的幫助下，她漸漸能移動更多手指，用手指活動來回答簡單的問題，開始與外界溝通。

●「意識」可能存在　只是我們感覺不到

根據神經科醫師呂建榮撰文指出，頸部外傷、腦中風、中樞神經系統感染等，只要影響到腦幹或兩側大腦半球的正常功能，都會導致病患昏迷不醒，醫學上統稱爲DOC。

全球每年有上百萬人進入DOC。腦死、低度神經活動、植物人都屬於DOC的範圍，但其意識跟清醒程度還是有差異。在某些情況下，如患者對外界聲光刺激沒有反應，只會做反射動作（如膝跳反應）等，就會被判定爲DOC。

但馬西米尼認爲，DOC的細緻判別並不夠嚴謹。意識原本就源自大腦，而其他腦區很可能因爲腦損，造成感官障蔽、截斷患者的神經迴路，無法做出訊息反應。這讓意識只存在大腦中。但我們不能因爲患者無法跟外界溝通、聯繫，就斬釘截鐵地說他「沒有意識」。意識活動很可能存在，只是我們觀測不到。

(示意圖/Shutterstock)

●靠現有腦波儀偵測　誤判機率高達4成

馬西米尼的疑慮不是沒有根據。《麻省理工科技評論》報導，實務上，DOC有高達20～40%誤判機率。也由於無法確定患者的意識還存不存在，許多人礙於道德壓力，不敢替家人拔管；對有甦醒可能性的人來說，醫師若能確認患者的細節狀況，或許也能採取更精準的復健策略。

早在1924年代，科學家就發明出腦波儀，來確認腦傷者的意識活動—偵測腦中電壓、電波起伏，畫成波狀圖像，追蹤神經傳導的證據。不過，被動監測得來的腦波，依然無法全然跟意識劃上等號，因爲這當中有太多例外情形。

舉例而言，施打麻醉藥氯胺酮也會刺激大腦，讓某些腦波變得活躍，但麻醉的患者其實仍在無意識狀態中。過去也有實證研究顯示，當人處於「癲癇重積狀態」，腦波會顯得非常微弱、跟無意識的人差不多，但患者卻又說他們是清醒的，知道自己在哪裡、發生什麼事。

另一個更大的問題，是大腦本身也有一些活動，如：昏睡狀態、視覺干擾、注意力過短、心神懶散…等，都會釋放其他振盪頻率、干擾腦波，使腦波儀監測失準。

●開發「擾動複雜指數」　判定意識有望更精準

相較於腦波儀，馬西米尼研發的PCI，是藉由進階科技、演算法，更客觀地測量大腦中的神經活動，以讓判斷意識活動的精準度提高。

首先，研究人員會先在患者頭上加裝「穿顱磁刺激儀（Transcranial magnetic stimulation，TMS）」，運用非侵入性的電磁共生原理，對特定區塊發送強力、短暫的磁性脈衝。這個步驟的目的，是刺激大腦灰質區，引發神經迴路上微量的電流。接着，他們再使用腦波儀，偵測這股電流後續在腦內的擾動狀況。

馬西米尼指出，根據「整合資訊理論（IIT）」，大腦具有意識時，腦內的整合力會比較高，換句話說，各腦區相互影響的程度更高，產生高度的複雜性（complexity）。相反地，如果是沒有意識的大腦，那就只會產生規律、簡單的電波擾動，不會有複雜反應。

我們的大腦裡，有多達860億個神經元、100兆個神經網路節點，彼此的交互作用複雜而多變。馬裡西尼試圖要找的，就是這種複雜性。如果電流刺激進入大腦後，產生高度複雜性，那就代表意識還在。他們並進一步開發計算公式，制定出能應用於實務的「擾動複雜指數」。

(示意圖/Shutterstock)

●推進大腦研究　以全新角度理解意識活動

英國神經科學家安卓恩·歐文（Adrian Mark Owen OBE）指出，意識通常還可以細分爲兩種，一是生理的意識清醒（wakefulness）；一是神智的意識清醒（awareness）。生理的意識較好判斷，比如熟睡或醒來；但神智的清醒就比較困難，這是令專家比較苦惱的地方。

並非所有人都認同馬裡西尼的方式。普林斯頓大學神經學家格拉齊亞諾（Michael Graziano）就反對使用PCI，更認爲整合資訊理論只是僞科學。不過他也坦言，即便是「顱相學（用腦部形狀判斷性格）」這樣偏門的研究領域，都能帶領19世紀的研究，去探索大腦不同的區塊與功能，現在就要抹滅PCI的研究價值，或許還太早。

雖然時至今日，不少科學家對「意識存在與否」的問題仍持保留態度，但馬裡西尼團隊開發出的PCI，確實爲腦科學研究、臨牀神經治療帶來更多可能，也將意識的判定向前大幅推進。