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借助脑机接口,我们能与昏迷病人交流吗?
发布时间:2022-11-24 10:16 来源:神经现实

通过脑机接口,无意识患者有可能与正常人实现交流,但具体实践起来,我们仍应保持谨慎。

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导语 / Introduction:脑机接口可以解码人类的思维活动,让一部分经历过“闭锁”昏迷的无意识患者也有机会与外界交流。但我们首先得弄清楚,这些无意识患者到底还能不能对外界刺激做出反应。

意识并不是非此即彼的二元概念,相反,它其实是一个在“有意识”和“无意识”之间渐进的过程,而且分很多种维度。虽然这听上去像是哲学家们揣摩出来的定义,但在真实世界中,它其实有很大的意义。

2019年,我在比利时列日大学医院[1]的医疗团队接治了一名21岁的女性,患者刚到医院时被初诊为昏迷,但脑电检查结果却显示,她仍能从一系列随机姓名里对自己的名字做出反应。此外,她的大脑活动还能回应[2]一些简单的问题,这意味着她仍有听觉,能够理解信息,还能执行指令。如果没有这些脑电波证明她虽然处于闭锁状态[3]、无法说话或移动,但大脑却仍有意识[2],她应该会被直接诊断为昏迷或植物人状态。这一发现对这位患者来说至关重要,因为检查结果出来之前,医生已经在和家属商讨患者的临终事宜了。后来,经过积极救治,病人逐渐恢复了过来,现在甚至能够自己控制轮椅活动了。

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- Mohamed Hassan -

一直以来,人们都倾向于认为意识是一个“全或无”的概念,因此误以为昏迷或植物人状态的病人完全没有意识。就连临床医生有时候甚至也会漏掉昏迷病人存有意识的细微迹象,而这些迹象一般都是由病人家属最先发现的。尽管看上去不是这样,但人在昏迷或植物人状态下也可能具有意识。只是因为人们对这一群体的关注实在是少之又少,患者的意识才显得难以察觉。如此说来,闭锁症也算是一种字面意义上“无声”的静默流行病了。

*译者注

静默流行病(silent epidemic):常指已广泛存在但缺乏公众关注的疾病和社会问题,比如痴呆症、高中生辍学现象、慢性重金属环境暴露等问题 。

参考文献:Beck, J. C., Benson, D. F., Scheibel, A. B., Spar, J. E., & Rubenstein, L. Z. (1982). Dementia in the elderly: the silent epidemic. Annals of Internal Medicine, 97(2), 231-241.Bridgeland, J. M., DiIulio Jr, J. J., & Morison, K. B. (2006). The silent epidemic: Perspectives of high school dropouts. Civic Enterprises.Nriagu, J. O. (1988). A silent epidemic of environmental metal poisoning?. Environmental pollution, 50(1-2), 139-161

医学界对意识的理解也在不断深化——正如我们已经告别用水蛭作药的年代一样,医生也早就不再以“捏住我的手”这一类运动反应来判定病人是否有意识了。如今,临床上可以直接观察病人大脑的神经反应,从而降低误诊率。昏迷或瘫痪患者仍然可以有一颗活跃的大脑,而现有的仪器则可以帮助我们解码这些患者的脑波信号,从而实现患者与正常人之间的交流。

脑电图通过放置在头皮上的电传感器(由线和电极组成)来监测脑中的电活动,从而展示患者的大脑对提问能作何反应。而能够解码脑电图读取的大脑活动信息的机器[4]就被称为脑机接口。

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- Angelica Alzona/Gizmodo -

这种脑机接口是一种非侵入性的设备,意味着患者无需接受任何手术。而且它还是可移动的穿戴装备。通过将脑内的电信号活动解码为类似于“是”或“否”的回答,脑机接口可以为无法正常沟通的患者提供一些表达思想和愿望的机会,提高他们的生活质量,并赋予患者主动控制外界环境(而不是受制于环境)的能力。

医生一旦确定患者意识清醒、听得到声音,就能通过图像、声音或触感来向患者提问或发出指令[5]。与此同时,脑机接口所使用的算法、人工智能和分类器也会将大脑中的电信号转化成人类可理解的实用信息[5]。

目前的挑战在于如何让脑机接口得到更广泛的应用。现在已有足够的证据证明这一(用脑机接口解码闭锁症患者思想的)设想是可行的,但如何将这项技术以合理的价格和方便的渠道在世界范围内推广却是个难题——这目前主要取决于业界合作商和工程公司的量产投入。

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- Mohamed Hassan -

与此同时,脑机接口应用带来的道德伦理问题也不容小觑。有研究建议,面对有严重运动功能损伤或处于最低意识状态的病人,医生在考量、评估或维持其生活质量[6]的时候,应当加倍小心,因为一个病人倍感痛苦、生无可恋的神经活动,有可能会被机器误解为康复的愿望——这种情况不难想象。

目前临床上还没有具体的参数来准确界定语言或运动失能患者通过脑机接口所表达的请求。我们对脑损伤患者的思维能力还需要有更明确的等级划分。

通过脑机接口传递的信息必须能够传达病人的真实需求。病人家属、医生和脑机接口工程师三方都要确信脑机接口能够正确解码信息并做出牢靠的判断。与此同时,患者仍需要家属和医护人员的照顾。随着医疗不断朝高度专业化和技术化的方向发展,这种人机双方的协调配合会成为很大的挑战——毕竟我们最终要面对的还是人类和人类的情感需求。

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研究证明,无意识或“闭锁症”患者是有可能与正常人实现交流的,但具体实践起来,我们仍应保持谨慎。

脑机接口技术的存在为现代神经成像和对意识机制的理解增添了巨大的价值。但尽管如此,目前我们对思想、感知和情绪这些领域都还知之甚少。当然,另一方面,学界也能从这种因为知之甚少而产生的谦卑中受益,因为医生的误判——无论是积极的还是消极的——对病人家属的误导都会造成严重的后果。

参考文献

1.https://www.chuliege.be/jcms/c2_18822094/fr/centre-du-cerveau/accueil

2.https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/13554790902724904

3.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079612305500347?via%3Dihub

4.https://www.tandfonline.com/doi/full/10.3109/02699052.2012.698362

5.https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2018.00423/full

6.https://bmjopen.bmj.com/content/1/1/e000039

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