陈述1表明,构成原始自我神经基础的体感映射区域的双侧损伤会扰乱意识。这一说法得到了昏迷、持续性植物状态、闭锁综合征和基底前脑损伤病例的综合证据的支持。因为证据的数量是如此庞大,我将集中在关于昏迷和持续性植物状态的材料上,首先简单描述一下昏迷和持续性植物状态是什么样的1。
评估陈述1:原始自我结构在意识中的作用的证据
它看起来像睡眠
昏迷看起来像睡眠,听起来像睡眠,但不是睡眠。对昏迷的介绍由来已久,临床描述大致如下:在没有任何预兆的情况下,患者突然昏倒在地,呼吸有些困难;他的妻子和医护人员送他去医院时,他都没有回应;他对急诊室里的任何人都没反应;4天后,他仍然没有对医生做出反应。如果不是因为他周围复杂的电线、管道和数字显示器,如果不是因为这些构成了治疗脑血管疾病的高科技设备,作为一个访客,你可能会认为他只是在睡觉。但事实是,他确实得了脑卒中,并且处于昏迷状态。这是一种非常不正常的状态,任何正常的刺激都无法将他唤醒。
你可以和他说话,可以在他耳边低语,可以抚摸他的脸或者紧握他的手——你可以进行所有必要的操作来评估这种情况,但是他不会醒来。然而他的心脏还在跳动,他的血液还在循环,他的肺还在呼吸,他的肾脏也在工作,在特护小组的帮助下,他其他器官和系统也在正常工作。脑才是问题所在,它的一个很小但很关键的区域因脑卒中而受损。可观察到的结果是觉醒、情绪、注意和有目的的行为的暂停。你可以从观察中推断出意识也被暂停了。他不仅无法报告任何有意识心智活动的证据,也没有给出任何间接迹象表明他可能有意识心智的活动。他还活着,但他的有机体却发生了根本性的变化。
每天晚上,当我们进入睡眠状态,达到深度、无梦、有助于恢复精力的睡眠阶段(第四阶段)时,我们的意识和心智状态与昏迷患者相似。我们相信自己会再次醒来,所以我们不会因在几个小时内放弃了意识和心智而焦虑。然而,昏迷患者的情况却大不相同:他无法从被迫进入的那种睡眠状态中醒来,他恢复意识的可能性也不大。他有可能会持续昏迷,最终死亡。他的昏迷状态也有可能变轻,最终变成一种永久性的无意识状态,即持续性植物状态。
如果病情发展成持续性植物状态,患者将开始出现明显的睡眠和觉醒周期,这两个状态将以一种看似正常的方式相继出现。我们可以从两个证据来源中得出这一结论。首先,他的脑电图将会改变,并可能在每天特定的时间内呈现睡眠或觉醒的特有模式。其次,他可能会开始以睁开眼睛的方式对刺激做出反应。但是,没有任何证据表明意识正在回归;它所表明的只是觉醒已经回归。正如我们所讨论的,觉醒是意识中的一个必要元素(当然,梦除外),但它绝不等同于意识。如果患者变成植物人,他对自主神经功能的控制,如血压和呼吸,也可以恢复正常。另外,在罕见的患者身上和罕见的情况下,个别患者可能做出头部和眼睛的协调运动,还有个别患者可能会说出模式化的语言,另有个别患者可能会微笑或流泪。然而,大体上,在一天中看似处于觉醒状态的那段时间里,持续性植物状态下的患者没有任何行为,不论是自发的行为还是对某一刺激做出的反应,不会显现出有意识的迹象。情绪、注意和有目的的行为不会在持续性植物状态下恢复。一个合理的假设是,在持续性植物状态下,意识仍然是遥不可及的。这一假设得到了少数最终恢复意识的患者的证实2。
造成这种悲剧的原因是脑干的极小部分受损。脑干连接着脊髓和大脑半球的广阔区域。正是这种树干状的结构,把位于椎管内的中枢神经系统的一部分(脊髓)和位于颅骨内的中枢神经系统的一部分(通常意义上的脑)连接起来。脑干接收来自整个身体的信号,当这些信号向中脑位于更高位置的部分传输时,脑干充当信号的管道;同样,它也充当信号从脑向躯体传输的管道。此外,脑干含有大量的细小神经核和局部相互连接的神经纤维。人们早就知道,对心脏、肺和肠道等器官的生命支持功能的控制有赖于脑干,对睡眠和觉醒的控制同样如此。因此,在这个极小的脑区里,天生就紧密地布满了许多重要的通路。这些通路将化学和神经事件的信号从躯体传递到中枢神经系统,并将信号从中枢神经系统传递到躯体。
除了这些重要通路,还有无数微小的中心控制着许多生命活动。
这些通路和控制中心没有一个是随意散布的。相反,正如在脑中经常发生的情况一样,它们以一致的解剖学模式排列。在所有人身上都可以找到这种完全相同的排列模式,在许多其他物种体内几乎同样的位置上也可以找到这种模式。3当一个人由于丘脑以下部位损伤而引起昏迷时,从脑桥中上部分起,向上至中脑和下丘脑之间的部分都遭受了损伤。此外,损伤一定发生在脑干的后部,而不是前部4。
导致昏迷和持续性植物状态的损伤往往并不波及多个颅神经核,以及多个上行和下行神经束,但它会持续影响脑干被盖的几组神经核。其中包括楔形核和脑桥嘴侧网状核等众所周知的网状核。我将这样的核称为经典网状核。但是,一些“非经典”核也遭到了损伤,这取决于作者是否将它们归入有些争议的“网状结构”。这些非经典核包括一系列单胺核(蓝斑核、中脑腹侧被盖区核、黑质核、中缝核),乙酰胆碱核,以及数量相当大的臂旁核和中脑导水管周围灰质。最后,丘也可能受到损伤,但不管是否受损,它们的输入和输出通路都被切断了。它们的功能要么受到损害,要么完好,但其结果不能传递到脑干或端脑(见图8-1,阴影区域为网状结构)。
图8-1 脑干的主要解剖部分
在穿过脑中线的矢状切面上可见,解剖位置如主图右侧的小图所示。
昏迷和持续性植物状态的情况是否支持陈述1?尽管在此处有几点需要评论,但我相信是支持的。如前所述,通常会导致昏迷的脑干损伤危及许多结构,从经典网状核(已知控制觉醒)到非经典核(很容易符合我提出的原始自我的概念)。可能有人认为,昏迷时出现的意识障碍可以简单地用经典网状核的损伤来解释。撇开这些案例中的神经病理学和神经解剖学证据尚不完整这一事实不谈,这种论证是有问题的,因为不同但相邻的几组神经核具有真正独立功能的可能性很低。
这种观点忽略了经典网状核和单胺/乙酰胆碱核的解剖位置和功能邻域。这些神经核在解剖学和功能上与那些调节当前身体状态和映射身体状态的神经核交织在一起,显然,网状核和单胺/乙酰胆碱核受到与身体相关的神经核中发生的事件的影响5。我并不是说经典网状核和单胺/乙酰胆碱核不能像我们假设的那样激活和调节丘脑和大脑皮质。但我想说的是,它们这样做的前提是,当下的情况在很大程度上,由在中脑控制着身体并表征着身体状态的原始自我结构所决定。我们需要在我们绘制的与意识相关的脑干图中将身体调节结构包括进来,也许我们还需要扩大原始自我的解剖特征,并将经典网状核也包括进来。不过,这是未来需要研究的问题,现在还不能断定。
上述论点不能成立的原因涉及以下事实:一些昏迷的患者没有任何意识的迹象,却可能有一个正常的脑电图结果。这可能表明,经典网状核的功能在某种程度上保留了下来(或者简单地说,我们必须谨慎对待对与意识相关的脑电图结果的解释,因为有意识的患者也可能有异常的脑电图结果)。6
在某些案例中,昏迷发生在中脑上部和下丘脑或丘脑受损后。在这两种案例中,这种情况也符合陈述1。对中脑上部和下丘脑的损伤会损害相当大一部分用于实现原始自我的结构。同样重要的是,这些损伤阻碍了通往原始自我结构和二级映射部位结构的通路。同样的推理也适用于丘脑受损的情况。
重要的是,在脑干受损而意识没有受损的情形下,如闭锁综合征,上面所描述的区域仍然完好无损,几乎所有我刚刚列举的结构都在被锁住的区域之外。“闭锁”这种非常不同的症状值得我们进行专门解释。