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隐匿意识:苏醒的征兆?
撰文 扬·克拉森(Jan Claassen) 布赖恩·L.埃德洛(Brian L.Edlow) 翻译 臧迪
昏迷病人无法对外界刺激做出反应,看上去早已失去了意识。但科学家发现他们大脑深处潜藏着隐匿的意识,这很可能是他们能否苏醒甚至康复的关键。
1.神秘的昏迷
一个医疗小组围在玛丽亚·马祖尔克维奇(Maria Mazurkevich)的病床四周,所有的目光都聚焦在她身上——而她却什么都没做。7月里炎热的一天,30岁的马祖尔克维奇被哥伦比亚大学纽约长老会医院收治入院。在入院前数日,她在家中突然丧失了意识。起因是大脑血管破裂,出血区域对她大脑的关键区域造成巨大压迫。彼时,医院神经重症监护室的医护小组正在寻找能表明马祖尔克维奇可以听到他们的任何迹象。她当时还需要机械呼吸机辅助呼吸,生命体征平稳,但没表现出任何具备意识的迹象。
马祖尔克维奇的父母也在她的病床边问道:“我们能和女儿说话吗?她听到我们说话了吗?”但她好像什么都不知道。在两位作者中,克拉森医生是马祖尔克维奇医疗小组的成员。当他要求马祖尔克维奇睁开眼睛、举起两根手指或者动动脚趾时,她一动不动。她的双眼也不会跟随视觉线索移动。然而,她的亲人仍认定她还“在那里”。
马祖尔克维奇确实“在”。医疗小组给她做了脑电图(EEG)——通过在头部放置传感器来监测大脑的电活动,同时要求她“持续开合右手”,然后“停止开合右手”。尽管马祖尔克维奇的手没有任何动作,但在两种命令下,她的大脑活动模式表现出了差异。大脑的反应清楚地表明,她察觉到了这些指令,并发现这两种指令是不同的。此后大约过了一周,她的身体开始跟上大脑的步伐。伴随着细微的反应,马祖尔克维奇开始渐渐苏醒过来。不到一年,她几乎完全康复了,身体和认知能力都没有出现重大缺陷。现在,她已经成为一名药剂师。
2.隐匿的意识
马祖尔克维奇的经历展示了“隐匿意识”(covert consciousness)的存在:一种大脑能在一定程度上表现出理解外部世界、身体却没有反应的状态。当医生使用先进的脑成像方法或复杂的脑电活动监测技术,对表现为昏迷或其他无反应状态的病人进行评估时,高达15%~20%的病人能表现出具备隐匿意识的迹象。但多数能探测到隐匿意识的技术和方法,直到近期才得到完善。
这些方法正在改变我们对昏迷和其他意识障碍疾病的理解。而我们在哥伦比亚大学的研究也表明,对于早期就发现拥有隐匿意识的病人,最终能完全恢复意识和认知功能的可能性更高。如果是在几十年前,这些发现可能会让绝大多数神经科医生和神经科学家大吃一惊。由此可见,识别这种隐藏的意识状态,以及研发如何与处在这种状态的病人交流的方法极为重要。
昏迷病人的标准定义为无意识、无法被唤醒、没有任何知觉或与外界环境互动的迹象。与处于深度睡眠中的人相比,由严重脑损伤导致昏迷的病人可能看起来并没有差别,只是大多数昏迷的病人不能自主呼吸,需要依靠呼吸机和人工气道的辅助。
一些人认为陷入昏迷很容易恢复,或者反之,认为昏迷后,人就进入了一种“活死人”状态——这两种极端的认知都是错误的。对于这种现象,电影、小说等作品对于昏迷的通俗描述或许应该承担一部分责任。例如,在电影《杀死比尔》中,乌玛·瑟曼饰演的新娘突然从长期昏迷中醒来,在没有任何喂养管辅助进食的情况下,她看起来营养充足、状态良好,在数小时内就完全恢复了体力。然而,现实远比电影情节更具挑战性,昏迷病人漫长的康复之路,总是伴随着各种频发的医疗并发症、身体机能退化等问题。他们恢复的进程在缓慢地小步前进,但也不得不走上许多回头路。严重脑损伤后昏迷的病人通常需要留置胃管以获取营养,接受气管切开术以通过颈部的人工气道呼吸,而后还要经历数周至数月的康复阶段。但身体恢复的过程总是多变且不可预测,即使对于像马祖尔克维奇一样最终恢复生活自理能力的人来说,也是如此。另一方面,对昏迷病人过于悲观的看法也是不准确的,人们可能会认为所有这类病人都注定无法从昏迷中苏醒,直到最终离世,或者他们即使活下来也会伴有严重残疾。但对于一些病人而言,即便经历了长时间昏迷,他们仍有可能恢复意识、沟通能力甚至生活自理能力。
随着时间的推移,医学界对昏迷和意识的看法已经发生改变。在20世纪60年代,神经内科和神经外科医生注意到,一些昏迷的病人睁开了眼睛,但没有表现出与周围环境的交互。许多此类病人一直保持这种状态直至离世,这使得一些临床医生认为,一旦以这种方式失去意识,就不可能再恢复。
然而,在20世纪90年代,关于“永久性”植物状态的病人恢复意识的报道开始出现在医学文献中。不同于昏迷,在植物状态下的病人可以睁闭双眼,但他们仍然无法做出自主反应。这些报道推动神经重症监护和康复医学领域发展出了更精细的分类,比如微意识状态。这一状态的特征是具备非言语反应,比如用眼睛追踪物体,或间歇性遵从指令。医生发现,病人的预后与所处的这些状态有关。例如,从植物状态转变为微意识状态的病人进一步康复的可能性更大。
在重症监护室,能及早发现并预测意识恢复往往是生死攸关的问题。因为通常家属需要在病人受伤后的10~14天内决定继续还是停止生命维持治疗——此时外科手术是支持长期辅助呼吸和临床营养的必要治疗方法。此外,对于隐匿意识的诊断还可能会影响照护目标、疼痛管理、临床医生和家属的床旁诊疗操作和护理行为、抑郁和焦虑管理等相关的临床决策。
3.理解和诊断
那么对于临床医生和病人家属,要如何理解隐匿意识呢?我们可以从闭锁综合征的视角来了解一些概念。闭锁综合征的病人可能保留了正常或接近正常的认知,但无法支配身体执行大多数运动动作。这一病症说明了仅基于运动功能去判断意识、思维能力和情绪表现的局限性。1966年,神经病学家弗雷德·普拉姆和杰罗姆·波斯纳在他们的专著《昏迷和木僵的诊断》(The Diagnosis of Stupor and Coma)中创造了术语“闭锁”。他们将大仲马的经典作品《基督山伯爵》中的诺瓦蒂埃·德·维尔福描述为“一具有着灵动双眸的尸体”。在临床实践中,闭锁综合征的病人通常无法移动他们的四肢,但许多人可以稳定地控制他们的眼球上下移动,从而响应口头指令。一些病人也能眨眼或者做出其他细微的面部运动。
以闭锁状态生活的体验,被《ELLE》杂志的编辑让-多米尼克·博比生动地描绘了出来。1995年,让-多米尼克·博比突发中风,中风阻断了从大脑运动皮层到脊髓和四肢的信号传递,也导致他失去了说话和移动四肢的能力。此后,他开始用眼球的移动来与他的语言治疗师交流,并撰写了一本回忆录——《潜水钟与蝴蝶》(于1997年出版)。这本书捕捉到了闭锁综合征病人可能会经历的恐惧、挫折和希望。值得一提的是,一些处于闭锁综合征状态的病人曾述说自己的生活很有意义。
而隐匿意识状态的病人完全丧失了外在的运动反应,远甚于闭锁综合征的病人。但这并不意味着他们也丧失了内心世界。2006年,美国西安大略大学的神经科学家阿德里安·M.欧文和同事检测了一名有严重创伤性脑损伤的年轻女性,该病人拟诊为植物状态。医疗团队使用功能性磁共振成像(fMRI)扫描对她进行了评估,该技术是通过追踪大脑中的血液动力反应来显示脑中的激活区域。在扫描过程中,临床医生要求她想象自己正在打网球或正走过自己的房间。令欧文和同事惊讶的是,这位女士的大脑活跃程度与健康志愿者相当。而对比网球任务与步行任务,她的大脑活动模式也表现出两种不同的状态,这表明她可以有意识地改变自己的大脑活动模式。
此后,临床医生在世界各地的病人中发现并确认了隐匿意识的存在,而这些病人有着不同类型的脑损伤。2017年,麻省总医院重症监护室接收了一批严重脑损伤病人,他们看起来对外界毫无知觉,但临床医生却在他们身上同样发现了隐匿意识。这表明隐匿意识不仅会发生在病人昏迷数周之后,也可能发生在近期受伤的急性期病人身上。为了诊断隐匿意识状态,临床医生使用不同的行为任务,比如要求病人开合双手,或者想象自己正在游泳,同时他们借助脑电图或功能性磁共振成像记录病人在执行这些任务时的脑响应。尽管使用的方法有所不同,但世界各地的多个研究小组已经能再现这些脑响应。具有隐匿意识的病人在被要求移动身体部位或想象做某项活动时,可以有意地改变他们的大脑模式。但从表象上看,他们的身体并没有表现出任何试图完成指示运动的迹象。
然而,我们对这种认知功能超过运动表达的状态仍然知之甚少,而脑电图和功能性磁共振成像技术也都有局限性。这些方法可能无法在一些后来恢复意识的病人中检测到有意的大脑活动。同时,这两种技术还可能受到镇静药物的干扰,而镇静药物是保障大多数危重病人安全或舒适的前提。此外,功能性磁共振成像通常需要一个专门的机房。这意味着,想要做磁共振扫描,就需要将身体状况不稳定的病人从重症监护病房转移到机房中,这一过程很可能会置他们于危险之中。还有一个问题是,磁共振成像的重复测量过程并不容易,因此它只能提供短时间内病人意识水平的快照。脑电图的设备倒是可以经常放在病床旁进行检测,它能在不同的时间内捕捉意识水平的快照——但是这种方法也有不足。重症监护室里其他医疗设备产生的电子噪声会影响脑电图读取到的信号,导致测试反映的是伪迹而不是真实脑活动。
尽管这两种方法仍然需要改进,但已有充分的证据表明它们可以用来诊断隐匿意识,它们也已经在美国(2018年)和欧洲(2020年)的临床指南中得到认可。如我们研究小组在2019年发表的工作所展示的(2022年也再度证实),如果能在病人脑损伤后的早期探测到隐匿意识的存在,就可以预测病人在随后也能出现意识恢复的表现。预测还可以具体到行为的恢复、长期功能的恢复以及恢复的速度。而在此类研究突飞猛进的基础上,一群科学家于2019年共同发起了“昏迷治愈行动”。这是一个由神经重症监护学会牵头的国际合作项目,旨在引导医疗资源和公众关注这一疾病,达成研发促进意识恢复新疗法的目标。
神经病学家正尝试开发一种测试手段,用来判断哪些病人可能处于隐匿意识状态,从而为选出的病人做进一步的脑电图和功能性磁共振检测。虽然世界各地的实验室正在努力开发这种筛查方法,但进展缓慢。这是因为隐匿意识出现的结构和功能性机制尚不明确,临床医生无法明确具体需要寻找些什么。最近的研究表明,脑损伤切断了丘脑——一个在身体和大脑之间传递运动信号和感觉信息的区域——与负责高级认知功能的大脑皮层之间的联系,这可能是造成这种情况的原因。然而,导致病人运动功能障碍、同时却具有隐匿意识的,可能并非单一类型的损伤,而是多部位出现的多种损伤的组合。严重脑损伤病人的意识水平会经常波动,也使得检测隐匿意识的临床工作进一步复杂化。这种意识水平的波动意味着单次评估可能会遗漏重要的信号,因此病人可能需要接受多次测试。
4.与昏迷者沟通
基于最近有关隐匿意识的发现,研究人员正试图借助脑机接口设备与这些病人重新建立联系并进行沟通。当医生要求病人在电脑屏幕上移动鼠标光标时,这些设备可以记录病人大脑的电活动。通过“训练”,计算机将“学习”识别病人试图向左、向右、向上或向下移动光标时脑中产生的生理信号。一旦训练完成,脑机接口设备就可以通过识别大脑模式来帮助病人用意念控制光标。这些病人甚至可以用这种方法来选择字母,实现拼写出单词。
显然,脑机接口设备将是隐匿意识病人与外部世界沟通的理想途径。但若想使用这种技术,还需要克服巨大的挑战,特别是对那些急性脑损伤病人而言。这些病人的持续注意能力可能已受到损伤,因此长时程的脑机接口训练通常不太可行。此外,重症监护室繁忙嘈杂的环境也不是进行脑机接口训练的理想场地。回到本文开篇描述的案例,尽管马祖尔克维奇具有隐匿意识,而且她最终恢复情况极好,但她在当时也没能激活脑机接口,实现与医疗团队或家人的沟通。
事实上,隐匿意识病人与外界的沟通也可以通过功能性磁共振成像技术实现。几年前,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的认知心理学家马丁·蒙蒂曾研究过一组无行为反应的病人,他尝试用磁共振成像法判断他们是否具备隐匿意识。蒙蒂想探究的是,通过识别不同的功能性磁共振激活模式,判断病人是不是可以准确地回答出“是”或“否”。这项工作需要实时地分析成像数据,因此需要协调大量不同种类的技术。参考欧文在2006年的研究,蒙蒂也让病人想象自己正在打网球或者正走过自己的公寓。不同之处在于,蒙蒂并非单纯地寻找大脑活动的信号,他更想知道病人对问题的理解能力是否好到可以做出准确的应答。他告诉病人,如果一个问题的答案为“是”,那么就想象自己正在打网球;如果答案为“否”,那么就想象正走过自己的家。最终,蒙蒂在研究对象中识别出一位能使用这种方案进行稳定交流的病人——他创建了一种大脑活动模式用于回答“是”,另一种模式用于回答“否”。尽管对于这一方案能否扩展到更广泛的应用还存在疑问,但他的研究表明,与处于隐匿意识状态的病人进行沟通是可能的。
若想进一步改善与隐匿意识病人的沟通,需要在床旁使用可靠的工具来识别他们。目前,许多研究团队正在开发更先进的沟通技术,比如脑电图技术,因为它更容易纳入重症监护室的临床常规中。而在使用脑机接口设备时,也可以结合大脑活动信号之外的生物信号,比如心率,这样就可以通过算法解码病人控制计算机的意图,提高识别的准确性。
对隐匿意识的诊断和探索,除了能解决救护危重病人这一紧迫的问题外,还具有探索人类心智的潜力。意识是我们之所以为人这种体验的根本,但在隐匿意识状态下,意识与行为却是分离的。那么隐匿意识病人的内在精神生活是什么呢?可以说,对隐匿意识的检测从根本上影响了我们对个体人格和自主性的抽象理解。目前,我们还无法通过脑机接口与隐匿意识病人进行深入交流。而迄今为止,那些恢复了沟通能力的隐匿意识病人在之后接受采访时,都表示不记得有隐匿意识的经历。比如,马祖尔克维奇并不能回忆起她在重症监护室昏迷那段时间里的任何事情。因此在很大程度上,隐匿意识的经历仍然是一个谜。
但不管隐匿意识的发生机制如何神秘,医生都必须利用所有可用的技术和资源,在那些似乎没有任何反应的病人身上寻找是否有意识存在,这是对医生的道德约束,它并不神秘。在“昏迷治愈行动”的引导下,增加获取这些技术和资源的机会已是医学界的一个基本目标和挑战。有了这些工具,我们可以期待一个所有隐匿意识病人都能为自己发声的未来。
(本文译者臧迪是复旦大学附属华山医院神经外科的博士生,研究方向为意识缺失状态的神经基础、意识障碍的神经影像诊断与神经调控治疗)
(图文由《环球科学》杂志社供稿)
《光明日报》( 2023年01月12日 14版)
人工智能时代,如何加强我国国际传播能力建设?******
当前,国际环境错综复杂,新冠肺炎疫情、俄乌冲突等事件加速世界大变局的演进,国际舆论场变得更为复杂。人工智能技术应用与发展一方面推动国际传播生态变革,另一方面也对我国国际传播带来挑战。如何有效应对这些挑战成为国际传播能力建设的重要课题。
人工智能技术应用
推动国际传播生态4大变革
人工智能与媒体融合进一步加深,推动国际传播向着更加智能化、精准化、个性化的方向发展,人工智能已经成为影响国际传播格局的重要变量,改变了国际传播生态。
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传播主体发生改变
随着信息技术发展,信息传播已经进入“万物皆媒、人机共生、算法推送”的智能时代。社交机器人成为公共议题的重要制造者和传播者。以杜莎迪亚、格雷厄姆·米勒为代表的学者认为,“社交机器人已不再是单纯的工具,而应当被视为一种具有参与性的社会主体”。在国际重大议题的讨论中,社交机器人十分活跃且已经成为影响或干预公众选择的重要因素。根据牛津大学报告显示,2020年全球有81个国家利用社交媒体传播有关政治的相关信息。国际传播生态已经由之前完全由人主导转变为“人机共生”。
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赋能国际传播内容生产与分发
人工智能技术不仅催生了新的传播主体,还助力传播内容生产与分发。在内容采集环节,自然语言处理结合深度学习模型,在寻找新闻线索时可以挖掘出更多非结构化信息,提升内容采集的效率和质量;在内容生产环节,机器写作提高了生产效率,同时推动内容编辑向“人机协同”的智能化模式转型;在内容分发环节,通过大数据和算法推荐能够准确定位国际受众,实现对特定用户个性化需求的精准传播。
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创新国际传播信息形态
传统信息形态主要是文字、图片、视频等,利用人工智能技术创新国际传播形式,可以实现多模态信息结构,催生场景化、沉浸式、具身性的互动与传播。首先,计算机视觉、智能语音合成和自然语言处理技术广泛赋能国际传播中AI形象的建构;其次,“5G+人工智能+VR/AR”的传播模式正在不断延伸着人们的视觉和听觉感知,以更为丰富的传播形式助力我国国际传播,为讲好中国故事提供了多元化路径和手段。
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开辟国际传播新赛道
国际传播话语权与全球政治、经济格局密切相关。进入新媒体时代,一些发展中国家通过互联网参与到国际传播中,在一定程度上改变了超级大国垄断国际传播的局面。智能传播时代更是将这种扁平化趋势进一步扩大,尤其是在国际重大议题中,传统的边缘或半边缘国家通过人工智能等新技术手段释放出更大的“声量”,从而对舆论走向产生一定程度的干预。国际传播话语权博弈在一定程度上跳出政治、经济框架的束缚,转而进入技术竞争的新赛道。
智能传播技术
对我国国际传播的4大挑战
社交机器人等智能传播技术开始具体应用到互联网信息场中,成为不可忽视的一股舆论力量。
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社交机器人干预舆论
社交机器人的介入使我国面临的国际传播环境越来越复杂。社交机器人参与公共议题讨论,影响舆论的真实呈现。北师大新媒体传播研究中心研究发现,在中美贸易争端、新冠肺炎疫情、北京冬奥会、俄乌冲突等议题的涉华舆论中,社交机器人产生的信息占比在20%-30%之间,且带有一定的政治倾向性,成为影响国际涉华舆论走向的重要因素。社交机器人已经成为国际舆论博弈和意识形态较量的重要工具,基于技术的智能传播也将成为未来国家间竞争的关键角力场。
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算法推荐可能成为舆论干预的工具
在人工智能时代,算法成为主流信息处理和分发方式,为实现精准化的国际传播提供了实践路径。算法的“不可见性”直接导致了信息传播的“不透明、不平等和不真实”。在国际传播中,算法推荐容易强化某一方信息和意见的风险,这种算法偏见在潜移默化中会加剧“过滤泡”效应,导致不同文化圈层之间的沟通越来越困难。
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深度伪造影响国际信任
深度伪造技术最初指的是基于深度学习的人像合成技术。随着人工智能技术发展,深度伪造技术已发展成包括“视频伪造、声音伪造、文本伪造和微表情合成等在内的多模态视频欺骗技术”。近年来,基于深度伪造技术的政治活动迅速发展,主要包括通过换脸、重新投射、口型同步、动作传递、图像生成等方式伪造领导人照片或视频、篡改新闻事实,这让虚假信息更加难以识别,导致谣言迅速扩散。
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全球数字平台竞争
借助数字平台、物联网技术和数据处理能力,具有人工智能技术优势的国家正在形成强大的数据话语权。以谷歌、脸书、亚马逊等为主导的新型跨国数字平台,通过“数据收集、算法驱动、智能运转”等数字化方式,正在全面重构国际传播格局。如何看待平台在国际传播中的角色发挥,值得进一步研究。
加强我国国际传播能力建设的
3大策略
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加强国际传播渠道建设,打造全球数字平台
国际传播渠道不再依赖于传统媒体而是转向数字化的媒体平台。在数字平台中,任何人都可以成为传播主体,国与国之间的交往加深。一方面,我国在国际传播中通过“借船出海”,即在推特、脸书等社交媒体上开设媒体账号达到了一定的传播效果;另一方面,也要有在“全球中国”的视域下思考数字化国际传播的实践路径,鼓励有技术竞争力的互联网公司开展国际化运作,通过平台出海提升我国的国际传播能力。
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创新话语表达形式,主动参与国际议题设置
在新的国际形势和传播语境下,打造“融通中外的新概念、新范畴、新表述”,既要注重话语内容创新,也要注重话语形式创新。一方面,立足中国实践,将中国话语融入国际话语体系,打造基于共同价值观的话语优势;另一方面,充分利用人工作智能、VR/AR等技术,建构基于多模态场景的话语与叙事表达。在话语创新的基础上,我国媒体要积极主动参与国际议题设置,把握国际传播规律,充分了解国际受众需求,针对不同的议题选择合适的传播策略,增强我国国际传播话语权。
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加强对跨学科的国际传播人才培养
新的媒介环境造就了新的舆论生态,也对国际传播人才提出了新的要求。教育部和中宣部在2018年发布的《关于提高高校新闻传播人才培养能力实施卓越新闻传播人才教育培养计划2.0的意见》提出:“要培养造就一大批具有家国情怀、国际视野的高素质全媒化复合型专家型新闻传播后备人才”。在国际传播工作中,需要加快建设具有跨学科背景的国际传播队伍。积极拓展本学科与计算科学、数据科学等学科的交叉融合,培养既熟悉传播规律,也掌握传播规律的复合型人才,只有了解智能传播规律的人才才能有效开展国际传播工作。
作者:张洪忠 赵蓓 (张洪忠系北京师范大学新闻传播学院执行院长,赵蓓系北京师范大学艺术与传媒学院博士后)
来源:“中国网信杂志”微信公众号
(文图:赵筱尘 巫邓炎)