• 植物人還有意識,你相信嗎?《困在大腦裡的人》

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    一台腦機介面可以讀取一位使用者的大腦反應,當它從輸入端讀取到使用者大腦發出的訊息加以分析後,變可以直接轉換成一個動作訊號,傳達給輸出端的接收者。儘管如此,在這些系統完善到足以讓意識灰色地帶的患者暢行無阻地和外界溝通前,科學家仍有許多需要克服的難關。
     

    作者/ 安卓恩‧歐文

     

    那一晚,我們四人就在美酒和精緻佳餚相伴的輕鬆氣氛下,愜意地暢談著諸如此類的話題。待大家品嚐完滿桌好菜,啜飲著香醇餐後酒之際,天際的彩霞早已轉為點點星光。

     

    我們推測,未來探索心智的相關技術,很可能會進展到一種讓生物與科技之間的界線越來越模糊的境界,而且我們的研究計畫亦會成為推升這股趨勢的助力之一。

     

    不久的將來,憑藉著科技的力量,我們真的有機會擁有「讀心術」的能力;到了那個時候,人類的思維全都可以透過一台手掌大小的超級電腦解碼,而我們也就可以直接讀取到其他人內心的想法。

     

    往後的二十年,我們在第九章提過的「腦機介面」,將變得跟現在的智慧型手機、平面電視和平板電腦一樣普及。

     

    一台腦機介面可以讀取一位使用者的大腦反應,當它從輸入端讀取到使用者大腦發出的訊息加以分析後,變可以直接轉換成一個動作訊號,傳達給輸出端的接收者。

     

    這個動作訊號可能是像移動電腦螢幕上的游標那般簡單,也可能是像操作一隻機械手臂拿一杯咖啡到你嘴邊這般複雜。目前科學家已經研發出以腦波儀為運作基礎的腦機介面,這款腦機介面是利用我們大腦的 P300 腦波來跟患者溝通。

     

    溝通期間,電腦螢幕會出現一個6×6的虛擬鍵盤(包含所有英文字母和數字),操作者會先請受檢者專心盯著鍵盤上自己想要選取的字母或數字看,然後再以看似隨機的方式閃現虛擬鍵盤上的其中一行或列,此時如果受檢者看到自己盯著看的字母忽然亮起,他的大腦就會發出一道名為 P300 的微小電波。

     

    腦波

    (圖片來源:pixta)

     

    之後電腦就會自動根據腦波儀偵測到 P300 腦波的時機判斷出受檢者注視的字母為何,進而逐字拼出受檢者想說的話。

     

    雖然這樣的溝通方式受檢者還是必須花上好幾秒的時間才有辦法打出一個字母,稱不上十分迅速,但是大多數人在稍加訓練後,要在數分鐘內利用這款 P300 腦波腦機介面拼出「嗨!我還有意識」之類的簡短英文字句倒不是問題。

     

    儘管如此,在這些系統完善到足以讓意識灰色地帶的患者暢行無阻地和外界溝通前,科學家仍有許多需要克服的難關。

     

    首先,若患者想要使用上述所說的 P300 腦波腦機介面和外界溝通,他們的首要之務就是必須能夠把注意力集中在一個字母上一段時間,也就是說,他們必須要能夠「目不轉睛」的盯著一個字母看一段時間,但大多數落入意識灰色地帶的患者根本無法做到這一點。

     

    所以現在我們和其他的科學家正著手設計以聽覺為主的腦機介面系統,希望讓受檢者不需要盯著字母看,只需要靠聽力聽出自己心中想要的字母,即可達到相同的溝通效果。

     

    其次,誠如我們在上一章所看到的,腦波儀本身在操作層面上還是存有一些技術上的限制,例如,它無法準確測得大腦特定神經細胞發出的電流。

     

    由於一般腦波儀只能把電極貼在受檢者的頭皮上,偵測從受檢者顱骨內大腦發出的微弱電流,所以我們很難判定這些電流是發自哪些細胞。

     

    腦機介面

    (圖片來源:istock)

     

    不過這項限制倒不是無法可解,只要我們多花一點功夫,替受檢者進行繁複的神經手術,將腦波儀的電極「直接」放置在受檢者的大腦表面,便可發展出擁有超凡成果的腦機介面系統。

     

    位在美國羅德島州首府, 普洛維頓斯的布朗腦科學研究所(Brown Institute for Brain Science) 就曾利用這項技術完成一項創舉, 順利讓四十五歲的凱西. 哈金森(Cathy Hutchinson)在歷經十五年無法移動四肢的歲月後,得以靠著自己大腦的意念控制機械手臂。

     

    該團隊在凱西的大腦裡植入一組感測器(sensor), 這組感測器同時連有一顆解碼器(decoder),這顆解碼器可以將感測器在她大腦裡偵測到的訊號轉化為一連串具體的指令,讓機械手臂依照她的想法活動。

     

    凱西原本是一位在郵局工作,獨力撫養兩個孩子的單親媽媽,但自從她在一九九六年腦幹大中風後,就完全喪失了移動四肢和說話的能力。

     

    所幸後來在布朗腦科學研究所團隊的幫助下,她終於得以靠著先進的腦機介面系統,操縱機械手臂伸向桌上的一罐咖啡,拿起它,再讓機械手臂把這罐咖啡送到她嘴邊,讓她在早晨享用一口香醇的咖啡。

     

    或許,再不用多久的時間,這項應用在凱西身上的新科技也有機會讓陷入意識灰色地帶的患者重拾自己上網、書寫電子郵件、與他人談話和表達自己內心感受的能力。

     

    然而,就算這項新科技有著無限光明的前景,但在科學家走到那一步之前,這項新科技還是存有不少技術和道德層面的問題等著我們去克服。

     

    腦科學

    (圖片來源:pixta)

     

    老實說,腦部手術本身的風險就很高,所以我們不可能隨隨便便就把人的腦袋打開,將電極植入患者的大腦表面。

     

    況且就凱西.哈金森的例子來看,其實她還是保有和外界溝通的能力,因為中風後她還可控制眼睛的動作,所以輔以一些聰明的程式系統,她依舊有辦法透過鍵盤打出她想要說的話,讓外界知道她神智清醒。

     

    我想,四十三歲的凱西之所以願意冒這個風險動手術,大概全是為了擺脫長達十五年無法移動她四肢的命運。

     

    可是你能夠想像,這項新科技假如應用在意識灰色地帶、重度阿茲海默症巴金森氏症患者身上,會為他們帶來什麼樣更大的影響嗎?

     

    數十年來,這些患者一直無法順利對外界表達自己的想法,在他們的大腦裡植入這些電極,很可能讓他們因此重獲對身體的自主權,甚至讓他們有能力再次掌握自己人生的命運。

     

    換句話說,那些原本無法說話、活動,甚至被認為只剩下一具空殼的患者,都將因這項新科技,重新擁有說話、活動和身為一個活生生的人應該受到的合理對待。

     




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     《困在大腦裡的人:揭開腦死、昏迷、植物人的意識世界,一位腦神經科學家探索生與死的邊界》作者/ 安卓恩‧歐文
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