意识的触发因素？这位25岁的男孩被抽出昏迷，将超声聚焦在大脑中心的一个小区域

电影“记住”的主人公也受到丘脑

的损害。来自加利福尼亚大学洛杉矶分校的一组科学家发表了有关有史以来第一例通过非侵入性方法将患者从昏迷中转移的报道。通过对大脑小区域丘脑的超声脉冲作用，使患者觉醒。暴露后的第三天，患者开始理解语音并完全摆脱昏迷，第五天他尝试走路。

到目前为止，这是一个孤立的案例。将意识恢复给患者可能是巧合或意外。可能是由于他的年龄。科学家现在正在准备对该设备进行大规模的临床试验。

如果理论得到证实，则可以批准所有医疗机构使用该实验超声发生器。它可能导致成千上万的人处于植物人状态和昏迷状态。同时，科学家将更进一步地了解意识现象，即人与世界联系的基本方式。

实验结果可能是偶然的。但是科学家长期以来一直在探索大脑的这一区域，并且先前已经获得了丘脑与意识有关的证据。

2007年，在暴露于丘脑的情况下进行了首次此类手术。这位38岁的患者处于昏迷状态六年（最低意识状态），能够通过用电极作用于丘脑来恢复部分功能[1]。进行这项手术的首席研究员认为，超声波照射是有前途的：“这是一个有趣且有趣的机会，” 美国康奈尔大学威尔·康奈尔医学大学生物医学研究中心的神经科学家Nicholas Schiff博士说。

丘脑是负责将信息（嗅觉除外）重新分配到大脑皮层的大脑区域。在有关感觉的信息进入丘脑核后，对其进行主要处理。丘脑有四个主要核：一组重新分配视觉信息的神经元；重新分配听觉信息的核心；重新分配触觉信息的核心；重新分配平衡感的核心。位于大脑的中央。


边缘系统

当患者记住受伤之前的所有事件，但不记得其他事情时，对丘脑的损害会导致睡眠障碍，意识状态下的手不自主颤抖以及顺行性失忆。从丘脑受损到著名电影“记忆”（Memento）的主人公克里斯托弗诺兰（Christopher Nolan）- 电影史上最好的电影之一。

显然丘脑与记忆的形成有关。但是记忆的存在和记忆是否与意识的存在联系在一起？也许直接连接。

在第一个无创地使人昏迷的故事中，加利福尼亚大学的科学家在装满去离子脱气水并用对超声波透明的塑料薄膜密封的塑料盒中使用了一种实验装置，类似于直径71.5毫米的茶碟。发射器恰好在丘脑所在的大脑中央区域以650 kHz的频率聚焦超声辐射。具体而言，使用了Brainsonix Inc.的BXPulsar 1001发射器。


一种超声刺激丘脑的实验装置。图片：Martin M. Monti /加利福尼亚大学洛杉矶分校

事实证明，低强度超声聚焦搏动的方法（低强度聚焦超声搏动（LIFUP））能够无创地影响大脑深处的区域，而不会影响邻近的部门。这项技术之前已在人类和动物身上进行过测试-并在安全性方面证明了自己的卓越性。[2] [3]。早期，LIFUP对实验小鼠丘脑的影响有助于加速损伤后脑功能的恢复[3]。这些结果成为首次人类实验的基础。

对于第一个人类临床试验LIFUP（临床试验数据库中的NCT02522429），选择了一名25岁的患者，该患者在交通事故中头部受伤后14天处于昏迷状态。

计算机断层扫描显示大脑双额挫伤和硬膜下血肿（硬脑膜和蛛网膜之间的出血）。在实验过程中，患者继续服用与以前相同的镇静剂。

在LIFUP程序中，以100 Hz（每秒100次）的重复频率施加脉冲，每个脉冲的持续时间为0.5 ms。总共进行了10次超声冲击，其时空强度为720 mW / cm ²，持续30 s，间隔30 s。在安装在加利福尼亚大学洛杉矶分校医学研究中心的功能强大的Tesla 3断层扫描仪（由Siemens生产的Magnetom Tim Trio）上监控该过程。


由Brainsonix Inc.生产的BXPulsar进行超声神经调节。照片：Brainsonix Inc.

手术前，患者持续14天表现出稳定的清醒昏迷状态。会后三天，患者表现出对语音的完全理解，对命令的稳定反应以及对头部点头的稳定是/否沟通。医生诊断出摆脱昏迷状态的方法。 LIFUP后的第五天，患者试图走路。

对于许多人来说，一项成功的实验可以使患者摆脱昏迷，这将是人们期待已久的救赎方法。发明人提到该技术将有助于消除患者亲属的巨大情感和经济负担，减轻医疗基础设施和国家预算的负担。如今，昏迷患者已获得多年支持，这是非常昂贵的，并且还引发了许多棘手的法律和道德问题。[4]。

研究具有巨大的实践意义，也为人们思考意识的本质提供了食物。在科学文献中描述了一个非常有趣的患者的临床病例之后，近年来这些讨论逐渐升级。多年以来，他过着正常健康的生活，甚至没有怀疑自己的大脑没有90％的活动。一个人的智力被测得低于平均水平：智商75，但这并不能阻止他作为公务员工作，结婚并育有两个孩子。


大脑几乎没有，但过着正常的社交生活的患者的磁共振成像。照片：Feuillet等/《柳叶刀》

在此案发生之前，科学家认为意识可以与大脑的各个特定区域相关联，例如锁骨（栅栏）-一块由灰质组成的薄（约2毫米厚）不规则板，位于白质深处的大脑半球皮层下。普林斯顿大学的另一组研究人员提出了意识与视觉皮层有关的理论。但是法国病人的历史对这两种理论都提出了质疑。

甚至出现了新的理论，例如“ 关于自由基可塑性的规定”»脑。该理论假定：意识的存在意味着一个人不仅拥有信息，而且知道他拥有信息这一事实。大脑不断地，不自觉地学会重新描述自己的活动，这些自我诊断报告构成了有意识的体验的基础。事实证明，对于意识的存在，记忆的存在至关重要。

现在有新的证据表明，意识的本质与丘脑的工作和记忆的本质有关。

最后，正如电影《回忆》的主角所说，我们每个人都需要回忆来提醒我们自己。

来自加利福尼亚大学洛杉矶分校的医生的报告于2016年8月24日发表在该杂志上脑刺激杂志
（doi：10.1016 / j.brs.2016.07.07.008，pdf）。

文学作品

<sup>[1] Schiff ND，Giacino JT，Kalmar K，Victor JD，Baker K，Gerber M，Fritz B，Eisenberg B，O'connor J，Kobylarz EJ，FarrisS。在严重颅脑损伤后用丘脑刺激改善行为。Nature 2007； 448（7153）：600-3。返回文章

[2] Yoo SS，Kim H，Min BK，Franck SP。经颅聚焦到丘脑的超声改变了大鼠的麻醉时间。Neuroreport 2011； 22（15）：783。返回文章

[3] Bystritsky A，Korb AS，Douglas PK，Cohen MS，Melega WP，Mulgaonkar AP，DeSalles A，Min BK，Yoo SS。低强度聚焦超声脉动综述。Brain stimul 2011； 4（3）：125-36。返回文章

[4] Monti MM，Sannita WG。意识障碍中的脑功能和反应能力。施普林格国际出版社：瑞士；2016. 返回文章</sup>

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN397165/