我们很早就确定,意识的存在取决于脑干的完整性。许多神经学家,特别是弗雷德·普拉姆(Fred Plum)和杰罗姆·波斯纳(Jerome Posner)在对昏迷患者、持续性植物状态患者和闭锁综合征患者的研究中已经确定了脑干中哪些部分受损会破坏意识,哪些部分受损不会破坏意识。正是通过他们的努力,后两种临床症状才被发现,甚至被命名。8
脑干中某一部位的损伤是导致昏迷的必要条件,包括通常称为网状结构的区域。你可以把这整个区域,即脑干,想象成树干的偏心轴。它从延髓(脊髓末端的上方)一直延伸到中脑的顶部(丘脑的下方)。9然而,我们最关心的是位于脑桥中部以上的那部分网状结构,因为只有这部分的脑干损伤才会导致昏迷(见图8-3)。
图8-3 一些关键的脑干核的位置
解剖方位与图8-1和图8-2相同。PAG(中脑导水管周围灰质)、PBN(臂旁核)和大部分乙酰胆碱核和单胺核位于脑干上半部的后部。这就是受损后会导致昏迷的整个区域。
一些作者不愿意使用“网状结构”或“网状核”这两个术语,因为有关组成结构的新认识表明,这个区域的解剖结构或功能并不一致。10这与我们在使用“边缘系统”等广义术语时面临的问题完全相同。但在过渡时期,有条件限制地使用“边缘”“网状”等术语,在新旧观点之间建立联系,是合理且有益的做法。尽管如此,网状结构不是由相互连接的神经元组成的无组织的集合,而是由可识别的神经核组成的集合。每个神经核都有特定的功能,都有自己的首选连接集。例如,臂旁核已经在传统的网状结构内部实现了个性化。众所周知,它在有机体内起着重要作用:(1)感知疼痛;(2)调节心脏、肺和肠道;(3)可能是神经通路的一部分,使有机体能够品尝味道。这并不是说网状结构消失了,而是从神经学的角度来说,我们开始知道它是由什么构成的了。我已经提到过的一些单胺核和乙酰胆碱核在注意和记忆中起着不可或缺的作用,在睡眠中也起着作用,它们也是网状结构的一部分。11简言之,一些网状核直到最近才被识别出来,臂旁核就是一个主要的例子,但它在致力于了解其功能的专家圈子外,几乎不为人所知。当我提到这些核团时,你可能会目光茫然,这使我想解释说:这些新近被研究的核团大多数属于网状结构,已经发现它们都与内稳态有关,而正如我们之前所讨论的,内稳态是对内环境和内脏状态的调节。对研究它们的专业人员来说,重要的是了解它们有什么样的促进作用,比如,调节心脏功能或干预奖赏过程或调解疼痛。就目前相关科学文献的描述而言,它们的基本功能是调节生命、管理身体状态。其中一些核团经研究也被发现与睡眠有关,但大多数核团在意识中的可能作用尚未被研究。
因此,我们所面临的是与网状结构相关的研究史上的一个奇怪的分裂。有一类研究几乎可以追溯到半个世纪以前,遗憾的是,这类研究现在几乎被放弃了。这类研究把这个区域设想为一个相当同质的单元,并把它与注意、觉醒、睡眠和意识联系起来。这类研究倾向于把网状结构作为一个单元,而不是特定的核团,其被缩写为MRF,根据使用者的观点,M可能代表midbrain(中脑),也可能代表mesen cephalic(中脑的),RF代表reticular formation(网状结构)。这个缩写并不恰当,因为上脑桥网状结构是这个单元的一部分,但是被排除在这名称之外。第二类研究聚集于某些特殊的神经核在内稳态调节中的作用。
乍一看,你可能会认为,这两类研究是不相容的,因为各自的研究人员在专业和实验室研究方面都相差很大。
相反,我相信这两类研究可以很好地调和起来。事实上,这些不同的观点在不知不觉中传递了同一个强有力的信息:主要与生命管理过程和有机体表征相关的脑核团、与觉醒和睡眠过程有关的脑核团、与情绪和注意并最终与意识有关的脑核团,三者紧密相连,甚至相互关联。甚至有可能同一个核团实际上参与了不止一种功能。