2006年,权威期刊《科学》上发表了一篇令人震惊的报道,突然之间否定了这个临床共识,即把没有交流能力的患者分成昏迷、植物人、最小意识状态和闭锁综合征。英国神经科学家阿德里安·欧文(Adrian Owen)描述了这样一位患者,她表现出所有符合植物人临床诊断标准的迹象,但她的脑活动却显示她仍有相当程度的意识 16 。可怕的是,这表明,存在着一个比一般的闭锁综合征更糟糕的状态:患者无法将自己的意识以任何方式传达到外界,即使是眨眼睛也做不到。在推翻原有临床判断原则的同时,这份报告也带来了希望——现在的神经成像技术已经足够灵敏,可以探测到意识的存在,甚至如我们将会看到的,它可以将意识和外部世界重新联结起来。
在阿德里安·欧文及其同事发表在《科学》上的报告中,研究对象是一个遭遇车祸导致双侧前额叶受损的23岁女性。虽然她一直有着规律的睡眠-清醒周期,但是5个月后她依然处于完全没有反应的状态——这充分符合植物人的定义。即使一个有经验的临床医疗团队也无法发现她是否有残存的意识、交流能力或者自主控制的迹象。
但是这位患者的脑活动成像给我们带来了惊喜。作为监控植物人皮质状态的研究计划的一部分,她接受了一系列的功能性磁共振成像检测。当她听到句子时,研究者惊奇地发现她脑皮质的语言网络被完全激活了。负责听力和语言理解的颞上回和颞中回都有相当强烈的放电反应。研究者又在句子中加入多义词语,使句子变得更复杂,例如“the creak came from a beam in the ceiling”(响声来自天花板上的一根横梁),其中“creak”(响声)与“creek”(小溪)同音,“beam”(横梁)也有“光线”的意思,此时她左下额叶皮质的布洛卡区出现了强烈的激活。
这样高水平的皮质活动说明她的语言加工过程包括了词语分析和句子整合阶段。但是她真的理解她所听到的是什么吗?依靠语言区的激活不足以提供可以证明意识存在的决定性证据,之前几个研究已经显示,大脑网络在睡眠和麻醉期间也能保持运转 17 。为了探寻患者是否真能理解句子的含义,欧文对她进行了第二次扫描。在这次扫描中,实验者读出的句子传达了复杂的指令。她被告知要“想象打网球”“想象参观你家的房间”“放松”。指令要求她在精确的时刻开始或停止这些活动。当提示“网球”或“航行”这样的提示词时,她要进行一次30秒钟的生动想象,然后提示“休息”,即让她休息30秒钟再继续实验。
在扫描仪外,欧文没有办法知道沉默并一动不动的患者是否能够理解这些命令,更不用说她能否按照指示来行动。然而,功能性磁共振成像轻而易举地就给出了答案:她的脑活动完全符合口头的指导语。当要求她想象打网球时,她的运动辅助区就像要求的那样以30秒的间隔依次进行活动和休息。要求她想象参观自己的公寓时,参与空间表征的网络激活了,包括海马旁回、后顶叶和前运动皮质。令人惊奇的是,她所激活的脑区和完成相同想象任务的健康控制组相同。
那么她是否有意识?一部分科学家故意唱反调 18 。他们提出,也许这些区域可以在无意识条件下激活,而不需要患者有意识地理解指导语。只需要听到名词“网球”就足以激活运动区域,只是因为动作是这个单词所表达的意义中完整的一部分。同样,也许听到单词“航行”就足以触发空间感。可以设想,之后出现的脑激活也可能是自动而没有意识介入的。从哲学的角度来看,脑成像是否能证明或否定意识的存在呢?美国神经科学家阿兰·罗珀(Alan Ropper)对这个问题持消极态度,并用一句俏皮话表达了他所持有的悲观结论:“医生和社会还不能接受‘我有脑激活,所以我存在’这样的说法。这种说法是本末倒置的。” 19
罗珀的结论是错的。脑成像的时代已经真正来临,即使是像从纯粹客观的脑成像中识别残存意识这样的复杂问题也将得以解决。批判,甚至是那些看上去合乎逻辑的批判,都在欧文执行了一个精致的控制实验后被粉碎了。他扫描了只听到“网球”和“航行”而没有收到其他任何行为指令的正常被试的脑活动 20 。不出所料,这两个词语唤起的激活彼此间并没有什么区别。这些被动聆听者的脑激活图像和欧文的患者或者那些接收到想象指令的控制组所表现的网络激活有所不同。这个发现清楚地反驳了那些反对者。欧文的患者用与任务相关的方式激活了自己的前运动区、顶叶和海马,这不是对一个单词的无意识反应,而是对任务进行了思考。
就像欧文和他的同事指出的那样,听到一个单独的词语似乎不太可能会激活大脑整整30秒,除非患者将这个词作为线索完成了实验人员所要求的思考任务。从全脑工作空间的理论来看,如果词语只唤醒了无意识激活,我们可以预测它会快速地消散,并且最多在几秒钟的时间内就回归到基线状态。相比之下,如果观察到特定前额叶和顶叶区域激活持续30秒,就几乎能肯定在工作记忆中出现了意识思考。虽然欧文和他的同事可能因选择了较为随意的任务而受到批评,但他们的选择依旧是明智且具有现实意义的——要知道想象任务对患者来说比较容易执行,而且这样的脑活动在无意识情况下很难产生。