刺激迷走神經,科學家讓植物人 15 年後重獲意識

神經刺激前後,大腦活動對比圖(圖:Corazzol, et al.)

在法國國家科學研究中心,研究人員用神經刺激的方法,讓一位處於植物人狀態達 15 年之久的男子出現意識的跡象。該患者遠沒有完全清醒,但該案例表明,即使過了 15 年之久的時間,植物人仍然有可能恢復意識。

 

刺激迷走神經

患者處於植物人狀態的時間越久,就越難恢復。在這項研究中,Angela Sirigu 博士選定的患者在 20 歲時經歷了一場車禍,之後的 15 年便一直處於無反應(unresponsive)狀態。

研究人員選擇刺激迷走神經,它連接大腦和腸道及身體其他部分。之前的研究表明,迷走神經在人們從睡眠中覺醒起作用,並能使人保持清醒。刺激迷走神經,對抑鬱或癲癇患者有益。因此,Sirigu 博士想到,或許迷走神經對無意識患者也有作用。

研究人員用一毫安的電流刺激該男子的迷走神經。一個月後,該男子恢復了部分意識。他可以按照要求轉動頭部;眼睛能夠跟蹤移動的物體;有人在旁邊閱讀時,他可以保持更長時間的清醒狀態。當其他人的頭部快速靠近時,他會自發睜大雙眼。

目前,醫生已將患者狀態從「無反應」提升至「微弱意識」(minimal consciousness)。

大腦活動性提高

腦電圖(electroencephalogram,EEG)表明該患者的大腦活動性增強,包括表徵清醒狀態的theta波。皮層和皮層下部的代謝活動也增強,表明該部分大腦細胞需要更多能量。

迷走神經通過誘導去甲腎上腺素(norepinephrine,或 noradrenaline)的釋放來影響大腦。去甲腎上腺素是一種神經遞質,可以增強大腦不同區域之間的信息共享。

此前,如果一年之內意識狀況沒有提高,便可認定為不可能恢復。然而這項研究表明,即使看上去毫無希望,大腦可塑性和大腦修復仍然是有可能的。毫無疑問,這給患者親友帶來極大的希望和慰藉。

此外,這項研究還揭示了大腦中意識產生的部位。研究人員認為頂葉(parietal)皮層在不同大腦區域間的神經活動擴展起重要作用,需要進一步研究。

 

參考資料:

  1. Corazzol, M., Lio, G., Lefevre, A., Deiana, G., Tell, L., André-Obadia, N., . . . Sirigu, A. (2017). Restoring consciousness with vagus nerve stimulation. Current Biology, 27(18). doi:10.1016/j.cub.2017.07.060
舒超
明日科學編輯,科大生命科學學院研究生,目前努力畢業中。做實驗之餘,喜歡讀書寫字,學習語言。鐘情中國古典文學。希望有朝一日走遍天下,增廣見聞。