难道你不能治好精神的疾病，
从记忆中拔去那根深蒂固的忧郁，
除去深刻于脑中的烦恼？
——莎士比亚，《麦克白》（1606）
检测意识的存在仅仅是一个开始。患者和他们的家人希望真正得到莎士比亚所说的那句话的答案：“你是否能够治好精神的疾病？”我们能否帮助植物人和昏迷患者恢复意识？他们的意识有时会在事故多年后突然恢复，但是我们能否加速康复的过程呢？
当绝望的家属问及这个问题时，医生一般只能给出消极的回答。一旦过去一整年后，患者仍处于无意识状态，他们通常就会被确诊为将永远处于植物人状态。这种临床标签的潜台词是：不管提供多少刺激，情况基本不会改变了。对于大多数患者来说，这就是悲惨的现实。
但是，在2007年，尼古拉斯·希夫和约瑟夫·贾奇诺在权威杂志《自然》上发表了一篇惊人的文章，提出我们应该重新思考这个问题 49 。他们首次提出了一种能让处于最小意识状态的患者恢复到稳定意识状态的治疗手段。他们的干预是将长电极植入患者的大脑来刺激重要区域，即中央丘脑以及周围的髓板内核。
多亏了朱塞佩·莫鲁齐（Giuseppe Moruzzi）和贺拉斯·马古恩（Horace Magoun）在20世纪40年代所做的研究，使调节皮质警觉的上行系统的重要节点 50 被大家所熟知。中央丘脑核团密布着大量的投射神经元，这种神经元含有特定的蛋白质——钙结合蛋白，这些神经元投射到广泛的皮质区域中，尤其是前额叶皮质。有趣的是，它们的轴突专门针对皮质上层的锥体神经元——准确地说，是组成全脑神经工作空间的长距离投射神经元。激活动物的中央丘脑可以调控皮质整体活动，增加运动量，并且提高学习能力 51 。
在正常的大脑中，中央丘脑的活动由前额叶和扣带回调控。这种反馈回路使我们能根据任务要求调整皮质的兴奋程度。当有需要集中注意力的任务时，这个回路便启动，以提升大脑的加工能力 52 。但是在严重受损的大脑中，神经活动的整体下降可能会影响这个控制觉醒程度的重要回路。因此，希夫和贾奇诺预测，刺激中央丘脑区域或许可以“重新唤醒”皮质。这样可以借助外部的力量，使患者大脑恢复并保持长时间的清醒。
正如我们之前所讨论的，觉醒和意识通达是不完全相同的。植物人通常都有一个部分完好的觉醒系统，他们每天早上醒来并睁开眼睛，但这并不足以使皮质恢复有意识的状态。实际上，大多数持续处于植物人状态的患者并没有获益于丘脑刺激。特丽·夏沃就被植入了一个电极，但是她并没有出现好转，这大概是因为她的皮质尤其是皮质下的白质受损严重。而在刺激丘脑后产生了效果的个别有效案例中，大脑自行恢复的可能性也不能被完全排除。
希夫和贾奇诺很清楚这一不容乐观的现状，他们拟定了一个计划来增加成功的可能性。首先，他们专门刺激了丘脑的中央外侧核，也就是直接和前额叶形成回路的地方。然后，他们选择了一个最有可能干预成功的患者，因为他已经处于有意识的边缘。之前我们曾提到，约瑟夫·贾奇诺为最小意识状态的定义做出了重要贡献——最小意识状态是指患者表现出短暂的意识加工和有意交流，但还无法系统地、反复地进行意识活动。希夫的团队发现了一位这样的患者，脑成像显示他的皮质基本完好。尽管他已经在很多年里都处于稳定的最小意识状态，但是他的两个脑半球仍旧会在语言的刺激下被激活。然而，他的大脑皮质整体的新陈代谢却远低于常人，这表明他对于警觉的调控能力较弱。刺激丘脑能否让他重新回到稳定的意识状态呢？
希夫和贾奇诺小心翼翼地进行了一系列实验步骤。在将电极植入患者大脑前，他们对患者进行了几个月的严密监控，并用相同的量表，即昏迷恢复量表多次进行评估，直到确定患者的能力及其稳定的波动情况。重要的是，这些测试给出了中立结论：这位患者展现出了一些自主行动的迹象，甚至偶尔说出了一个单词，但是这种行为是随机的。这意味着他处于最小意识状态，并且还存在很大的恢复空间。
在这些观察的基础上，希夫和贾奇诺开始进行电极植入。在手术的过程中，他们很小心地引导两根长导线穿过左右脑皮质，进入中央丘脑。经过48个小时之后，电极打开了。效果瞬间就产生了：一个6年处于最小意识状态的患者睁开了眼睛，心率开始上升，并且自主地将头转向声音出现的方向。然而他的反应仍然十分有限。当让他说出一个物体的名称时，他说的话“模糊不清，让人无法听懂” 53 。而且一旦电极被关掉，这些反应也就随之消失了。
为了确定电极植入后的大脑活动基线水平，在之后的两个月，研究者都没有继续进行刺激。在这段时间里，患者的情况没有好转。然后在之后的每个月，他们都对患者进行一次双盲研究，打开电极一个月，再关掉电极一个月，就这样轮换进行着。患者的情况在这期间出现了明显的好转。当电极打开时，所有标志清醒的指数，包括交流能力、动作控制、物体命名能力都大幅上升。更重要的是，当电极关闭后，这些能力只出现了略微下降，而不是直接回到基线水平。治疗效果虽然缓慢却在不断积累。6个月后，患者已经可以将茶杯端到嘴边自己喝水。他的家人也发现他的交流能力有显著的提升。他虽然仍然是个残疾人，但是已经可以积极面对生活，甚至讨论自己的治疗方案。
这个成功的案例带来了无限的希望。通过刺激大脑深处，提高皮质觉醒水平，使神经元活动恢复正常，可以帮助大脑康复。
即使是长期处于植物人状态或者最小意识状态的患者，他们的脑仍然具有可塑性，所以仍存在康复的可能。实际上，医学记录中有很多患者突然清醒的案例。如一个患者处于最小意识状态长达19年之久，却突然恢复了语言能力和记忆。运用弥散张量成像技术获得的大脑图像显示，他大脑中的多处长距离连接一直在缓慢重生 54 。
在另一个案例中，当患者处于植物人状态时，他的丘脑和前额叶的交流被抑制了，但是在自主康复后，他的交流水平又随之恢复正常 55 。我们不敢奢望所有患者都能出现这样的奇迹，但是我们可以弄清，为什么有的患者能康复而有些却不能。显然，如果前额叶皮质上的神经元大量死亡，那么无论多少刺激也无法挽回。然而在一些案例中，虽然神经元保存完好，但是很多连接却已经受损。还有一些患者，他们大脑回路的动态性自我维持似乎是问题的原因所在：尽管神经元之间的连接仍然存在，但是其中流通的信息已经不足以维持正常的活动水平，于是大脑就自己关闭了。如果大脑中的回路依旧完好，并能够被重新开启，那么这些患者将能很快康复。
但是我们如何才能重新“开启”皮质呢？作用于多巴胺回路的药物成为首选。多巴胺是一种参与大脑奖赏回路的神经递质。多巴胺回路中的神经元大量投射到前额叶以及控制自主运动的深层灰质核团中。刺激多巴胺回路可以帮助这些区域回到正常的觉醒水平。事实表明，三个处于永久植物人状态的患者，在接受左旋多巴的药物治疗后重新恢复了意识。左旋多巴是一种治疗帕金森病的多巴胺先导药物 56 。金刚烷胺是另一种刺激多巴胺系统的药物，临床测试表明，该药物能略微加快植物人和最小意识状态患者的康复速度 57 。
其他临床案例更加奇怪。最荒谬的莫过于安眠药安必恩竟然能唤醒意识。一个患有“运动不能性缄默症”的患者，几个月来都无法说话和移动身体。为了帮助他更好地睡眠，医生让他服用了安眠药安必恩。突然，他就苏醒了，并且可以自由地活动和说话 58 。在另一个案例中，一个左脑中风并且患上严重失语症的女子，除了偶尔能发出几个随机音节外，无法说出任何话。由于不能很好地入睡，她服用了安必恩。在第一次服用后，她就恢复了语言能力，时间长达几个小时。她可以回答问题、数数，甚至说出物品的名字。但是在醒来的第二天，她的失语症又复发了。每当家人给她服用安必恩，这个现象就会反复出现 59 。安眠药不仅无法使她入睡，反而让她大脑中沉睡的语言回路觉醒了。
这些现象已经得到了一些初步的解释。它们似乎是由多个回路造成的，这些回路将皮质工作空间网络、丘脑和两个基底核——纹状体和苍白球连接在一起。通过这些回路，当激活从前额叶皮质传入纹状体、苍白球、丘脑，再传回皮质时，皮质间接地完成了自我激活。然而，这些连接中的两个节点依赖于抑制而非激活来起到作用：纹状体抑制苍白球，苍白球抑制丘脑。当大脑缺氧时，纹状体中的抑制细胞似乎最先受到影响。结果苍白球没有被完全抑制，导致苍白球的活动大大提高，于是造成丘脑和皮质停止运作，意识活动也就无法维持。
然而，这些回路依然是近乎完整的，只是被大幅度地抑制了。插入一个断路器后，它们仍然可以被重新打开。可行的解决方法似乎还有很多：将一个电极埋入丘脑也许就能抵消神经元所受到的过多抑制，以此重新激活它们。另外，多巴胺和金刚烷胺可以用来直接激活皮质，或者通过激活纹状体的其他神经元间接激活皮质。最后，安必恩一类的药物可以抑制过多的抑制。这类药物能与苍白球上的多种抑制受体结合，从而关闭过分活动的细胞，借此将皮质和丘脑从多余的沉默中解放出来。虽然这些机制仍然只是假设，但却解释了为什么这些药物最后都能产生相似的效果：它们都能使皮质活动恢复到接近正常水平 60 。
然而，以上方法只适用于大脑皮质受损不严重时。如果新陈代谢大大降低，但是结构成像显示前额叶皮质完好，那么这仍然是一个好迹象，因为皮质也许只是被关闭了，依然有被唤醒的可能，一旦大脑重新开始运作，便会渐渐地重新回到自我调控的状态。在正常范围内，脑中的许多神经元都具有可塑性，能够增加自己的权重以稳定神经元集群的激活。幸亏脑有这样的可塑性，才使得患者的工作空间连接可以逐渐加强，长时间意识活动不断增加。
即使对于皮质回路已经损坏的患者，我们也可以设想一些未来的解决方案。如果工作空间假设是正确的，那么意识只不过是大脑皮质神经元密集的交换台内自由流动着的信息。很难想象脑中的某些连接和节点会被外界回路代替。人机交互界面，尤其是植入装置的使用，拥有使人脑恢复长距离交流的潜力。我们不久就可以收集到前额叶和前运动皮质自发放电的数据，并且对其他远距离区域进行回放，可以直接以放电的形式进行，或者将它们编码为听觉或视觉信号。这样的感觉替代已经运用在帮助盲人的项目中，使他们能够“看见”东西。通过训练，盲人可以识别由图像转码得到的声音信号 61 。依照相同的原理，感觉替代能够帮助脑重新进行自我连接，恢复密集的内部沟通。密集的回路可以为脑提供重要的内部激活，使其维持激活状态并保持意识。
时间会告诉我们这个想法是否过于异想天开。可以确定的是，在未来10年，基于更加完善的关于神经回路如何产生意识的理论，我们会重新燃起对昏迷状态和植物人状态的研究热情，使医学领域进一步发展。对于意识疾病的治疗即将迎来一次新的革命。
