2022年02月28日 10:00
【科學快訊】
瀕臨死亡，我們的大腦中發生了什麼？
不少與死神擦肩而過的幸存者表示，當他們因為疾病、外力等因素瀕臨死亡時，會出現相似的「瀕死體驗」：自己的意識似乎脫離了軀體，腦海中走馬觀花般快速回憶起一生中的重要時刻、回想起自己的親人朋友……
盡管這些基於自我報告的體驗真實與否難以驗證，但其中廣泛的相似之處，使得科學家對於瀕臨死亡時的神經科學產生了濃厚興趣。
顯然，科學家難以在實驗室中模擬人類的瀕死狀態，更不用說研究死亡瞬間的神經活動了。直到最近，一場意外死亡的悲劇讓科學家在無意間，首次記錄下人類死亡過程中的大腦活動。這項發表於Frontiers in Aging Neuroscience的最新研究指出，死亡時的大腦比我們預想的更加活躍，甚至可能的確是在回顧一生。
這項研究的起點，是一位87歲的男性因意外跌落而被送往急診室。頭部遭受的創傷使得他的腦部出現了血腫，同時伴有認知障礙。在接受開顱手術後，這位患者的情況一度好轉，但兩天後再次出現癲癇的症狀。為了實時監測他的神經活動，愛沙尼亞塔爾圖大學的科學家對他進行了連續腦電圖監測。但就在監測過程中，這位患者卻突然死於心髒病發作。
這樣的意外令研究團隊始料不及。在遺憾之餘，他們也意識到，他們無意間記錄下的死亡過程中的腦電圖，很可能隱藏著關於瀕死與死亡時大腦活動的重要線索。隨後，他們與來自美國、加拿大的研究團隊合作，對這份特殊的腦電圖展開分析。
這項研究的領導者，美國路易斯維爾大學的神經外科醫生Ajmal Zemmar博士說：「我們持續監測了患者死亡前後共900秒的大腦活動，並且特別關注了心跳停止前後各30秒的數據。」
這900秒中，包含了4個重要事件，依次是：癲癇發作；左半球活動受到抑制；兩側半球活動受到抑制；以及最終心髒停止跳動。研究團隊相應地選取了代表性的時間窗口進行分析，他們發現，在心髒停搏前的30秒（兩側半球受抑制階段），以及心髒停搏之後，腦波信號都出現了意料之外的變化。
我們的腦電波包含了α、β、γ、δ和θ這5個主要的波段。在心髒停搏前的最後30秒，頻率最高的γ波功率相比於左半球受抑制階段明顯增強，γ波在5種腦電波中所占的比例也明顯上升；而在心髒停搏之後，所有腦電波的絕對功率都迅速降低，但γ波所占的比例仍高於癲癇發作後的基准階段。
因此，在瀕死階段和死亡時，大腦信號中的γ波都表現出了超常的活躍度。此前的研究已經揭示，γ波與多項高階認知功能有關，包括集中注意力、產生夢境、冥想、記憶提取、信息處理和有意識的認知。而此前瀕死體驗報告中的記憶閃回，同樣屬於這一範疇。
Zemmar博士說：「通過形成參與記憶提取過程的腦波，大腦可能在臨死時最後一次回顧了一生的重要事件，這一點與那些瀕死體驗的報告相似。這些發現向我們對於生命何時終結的看法提出了挑戰，同時也產生了新的問題，例如器官捐獻的合適時間。」
這項研究首次監測到人類死亡過程中的大腦活動，而在此之前，也有研究在大鼠實驗中觀察到類似的γ波異常。這意味著在死亡過程中，大腦的生物學響應可能在不同物種間具有保守性。
需要指出的是，這項研究仍有明顯的局限性。例如，這項結果只來自一位患者，並且這位患者此前遭受了腦部損傷、癲癇和血腫，這些症狀都使得對數據的解釋更加錯綜複雜。
對於死亡時的神經活動，這項略顯單薄的研究是一個開端。但與以往的突破不同的是，我們無法期待更多的研究湧現。畢竟，這項研究的出現可以說是一個巧合，人們依然沒有辦法在符合倫理的前提下系統研究這一問題。但來自這位患者的線索，或許能給我們帶來一些溫暖。正如Zemmar博士所言，我們從這項研究中學到的是，「當我們心愛的人閉上了雙眼，他們的腦海中可能正在回顧一生中最美好的片段。」
參考資料：
<1> Raul Vicente et al。， Enhanced Interplay of Neuronal Coherence and Coupling in the Dying Human Brain。
Frontiers in Aging Neuroscience （2022） https：//doi.org/10.3389/fnagi.2022.813531
<2> A replay of life： What happens in our brain when we die？ Retrieved Feb。
22， 2022 from https：//www.eurekalert.org/news-releases/944192
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