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濒临死亡时,大脑在想什么?研究首次记录人类死亡时的神经活动

编辑 | 药明康德内容团队

 

濒临死亡,我们的大脑中发生了什么?

 

不少与死神擦肩而过的幸存者表示,当他们因为疾病、外力等因素濒临死亡时,会出现相似的“濒死体验”:自己的意识似乎脱离了躯体,脑海中走马观花般快速回忆起一生中的重要时刻、回想起自己的亲人朋友……

 

尽管这些基于自我报告的体验真实与否难以验证,但其中广泛的相似之处,使得科学家对于濒临死亡时的神经科学产生了浓厚兴趣。

 

显然,科学家难以在实验室中模拟人类的濒死状态,更不用说研究死亡瞬间的神经活动了。直到最近,一场意外死亡的悲剧让科学家在无意间,首次记录下人类死亡过程中的大脑活动。这项发表于Frontiers in Aging Neuroscience的最新研究指出,死亡时的大脑比我们预想的更加活跃,甚至可能的确是在回顾一生。

这项研究的起点,是一位87岁的男性因意外跌落而被送往急诊室。头部遭受的创伤使得他的脑部出现了血肿,同时伴有认知障碍。在接受开颅手术后,这位患者的情况一度好转,但两天后再次出现癫痫的症状。为了实时监测他的神经活动,爱沙尼亚塔尔图大学的科学家对他进行了连续脑电图监测但就在监测过程中,这位患者却突然死于心脏病发作。这样的意外令研究团队始料不及。在遗憾之余,他们也意识到,他们无意间记录下的死亡过程中的脑电图,很可能隐藏着关于濒死与死亡时大脑活动的重要线索。随后,他们与来自美国、加拿大的研究团队合作,对这份特殊的脑电图展开分析。

开颅手术消除了患者的脑部血肿丨图片来源:参考资料[1]

这项研究的领导者,美国路易斯维尔大学的神经外科医生Ajmal Zemmar博士说:“我们持续监测了患者死亡前后共900秒的大脑活动,并且特别关注了心跳停止前后各30秒的数据。”这900秒中,包含了4个重要事件,依次是:癫痫发作;左半球活动受到抑制;两侧半球活动受到抑制;以及最终心脏停止跳动。研究团队相应地选取了代表性的时间窗口进行分析,他们发现,在心脏停搏前的30秒(两侧半球受抑制阶段),以及心脏停搏之后,脑波信号都出现了意料之外的变化。我们的脑电波包含了α、β、γ、δ和θ这5个主要的波段。在心脏停搏前的最后30秒,频率最高的γ波功率相比于左半球受抑制阶段明显增强,γ波在5种脑电波中所占的比例也明显上升;而在心脏停搏之后,所有脑电波的绝对功率都迅速降低,但γ波所占的比例仍高于癫痫发作后的基准阶段。

通过对4个时间窗口的研究,研究团队发现了在不同阶段,5种脑波功率和所占比重的变化情况丨图片来源:参考资料[1]

因此,在濒死阶段和死亡时,大脑信号中的γ波都表现出了超常的活跃度。此前的研究已经揭示,γ波与多项高阶认知功能有关,包括集中注意力、产生梦境、冥想、记忆提取、信息处理和有意识的认知。而此前濒死体验报告中的记忆闪回,同样属于这一范畴。Zemmar博士说:“通过形成参与记忆提取过程的脑波,大脑可能在临死时最后一次回顾了一生的重要事件,这一点与那些濒死体验的报告相似。这些发现向我们对于生命何时终结的看法提出了挑战,同时也产生了新的问题,例如器官捐献的合适时间。”这项研究首次监测到人类死亡过程中的大脑活动,而在此之前,也有研究在大鼠实验中观察到类似的γ波异常。这意味着在死亡过程中,大脑的生物学响应可能在不同物种间具有保守性。

图片来源:123RF

需要指出的是,这项研究仍有明显的局限性。例如,这项结果只来自一位患者,并且这位患者此前遭受了脑部损伤、癫痫和血肿,这些症状都使得对数据的解释更加错综复杂。对于死亡时的神经活动,这项略显单薄的研究是一个开端。但与以往的突破不同的是,我们无法期待更多的研究涌现。毕竟,这项研究的出现可以说是一个巧合,人们依然没有办法在符合伦理的前提下系统研究这一问题。但来自这位患者的线索,或许能给我们带来一些温暖。正如Zemmar博士所言,我们从这项研究中学到的是,“当我们心爱的人闭上了双眼,他们的脑海中可能正在回顾一生中最美好的片段。”
 

参考资料

[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

 

本文经授权转载自微信公众号“学术经纬”。

 



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