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脑科学:为什么人死前脑电波异常活跃?

临近死亡时是什么感觉?这个话题既神秘又重要。因为那个时候,当事人几乎没有能力向外界传达感受了,而人们对死亡的恐惧和关注也往往包含了距离死亡最近的那段时间,如何对待死亡也是人类文明的重要部分。

今天的《科技参考》,我们就介绍一个关于濒死时脑电波的研究。

这个研究在一定程度上证实了,人在去世前几十秒,大脑比我们预想的更加活跃,也许这个人真的在利用最后一点时间回顾自己的一生。

 

意外收集到的死前脑电波

这篇研究发表在《衰老神经科学前沿》(Frontiers in Aging Neuroscience)上。这次记录完全是一次巧合。

加拿大一位 87 岁的老爷爷意外摔倒伤到了头,而且伤得比较重,送到医院后发现,脑部有了血肿。不久就重度昏迷了,仅保留了角膜对光的反应和呕吐反射。这种情况下,如果任由脑血管继续出血,人可能会马上死亡,于是家属同意做开颅手术。

手术后,患者的情况有所好转,但两天后又连续出现了 12 次癫痫的状况。这表明,这次脑外伤出现了比较复杂的情况。医院会对这类频繁的癫痫做实时的监测,并根据实测结果做辅助治疗。同时,这家医院和多伦多大学医学院有合作,监测的数据也会分享给它们。

巧合的是,就在脑电波检测仪刚刚接好不久,老先生又突发了心脏病。最终,还没等到脑外伤恶化,反而因为心脏病而去世了。

而脑电波检测仪也记录了老先生去世前大约 900 秒的波形图。之后,这份波形图被分享给了爱沙尼亚塔尔图大学、河南大学人民医院神经外科,也分享给了温哥华总医院神经外科、加拿大不列颠哥伦比亚大学医学院癫痫项目组和另外两所美国的医学院。大家一起对这次采集下来的脑电波做了详细的分析,并发表了论文。

 

如何科学分析脑电波?

脑电波检测仪是类似于一顶包裹头的棉帽子一样的东西,帽子上有 19 个电极。每个电极贴在头皮上,测量从大脑发出的透过颅骨和头皮的电信号。

测量脑电波时,并不需要做额外的动作,只需要病人在安安静静的状态下被捕捉 10 分钟左右的脑电图信号,剩下的工作就都由科学家们去分析脑电图了。

这次捕捉了 900 秒的脑电图足够分析出脑活动的特征了。19 路脑电波,不论看哪一路,表面上都是杂乱无章的,看不出任何规律。但实际上,自从 1920 年代脑电波技术出现后,分析方法就逐渐成熟了。

最早,人们找到了几个基础波形。也就是说,任何一路脑电波都是由 5 种基础波形按照不同权重叠加在一起形成的。而这 5 种基础波形是可以对应到一个人在某个状态下的不同脑活动的。这 5 种波分别是:

δ 波,0.1Hz-3Hz,它的持续出现,说明人处于深度睡眠、麻醉或者昏迷。

θ 波,4Hz-7Hz,它的持续出现,说明人处于平静状态,或形成短期记忆和空间感。

α 波,8Hz-13Hz,它的持续出现,说明人处于身心轻松且注意力集中的状态,类似于心流状态。

β 波,14Hz-30Hz,它的持续出现,说明人处于精神集中状态,情绪激动,焦虑。

γ 波,25Hz-100Hz,它的持续出现,说明人处于警觉和主动思考的状态。

要从长达 900 秒的数据里把几种波挑出来,而且还是从一个已经发生了严重脑外伤、出现频繁癫痫的患者的数据中里提取出来,这个难度不小。分析过程略去不提,最终的结果是这样的——

900 秒时间里,最初记录到癫痫发作,然后记录到大脑左半球活动受到抑制,接着两侧半球活动都受到抑制,然后在第 720 秒时患者死亡。在最关键的第 690 秒到 720 秒,也就是患者去世前 30 秒,在其他波全都逐渐消失的时候,却出现了功率明显增加的 γ 波。

对照我们刚刚说的这 5 种波,γ 波的活跃说明一个人处于警觉和主动思考的状态,比如反思、琢磨、信息处理。所以,这篇论文的作者们猜测,患者在去世前一刻可能在走马灯一样的回忆生前最美好的过往。

 

这项研究的局限性

当然,这只是一种猜测,文章也说明了这次分析的局限性。

首先的局限就是案例太少。

别看在医院去世的人多,甚至仅仅在神经外科去世的人就不少,但面对这样重症弥留之际的患者,不论是研究机构的伦理审核部门还是患者家属,都很难同意把患者当作研究对象,给他们套上一个拥有19个通道的电极头套。

这次是在极其偶然的机会下才戴上了脑电波检测仪,死因又正好是心脏问题。所以,暂时还不知道是不是每个人临终前都有一个记忆的跑马灯过程。

另外一个局限来自于病人生前最后阶段的抢救。

因为患者接受了开颅手术,为了抑制癫痫,也注射了大量抗惊厥药物,这些都是对脑电波的干扰。我们不知道病人最后的脑电波是不是受了严重的干扰。

最后就是,患者在正常状况下脑电波的基础活动是缺少数据的。

什么意思呢?因为想要看脑电波里的 5 种波是不是在正确的位置呈现出了足够强的波形,其实需要采集两个状态的数据,然后再做对比——一个是平静的时候、闭上眼睛,这时候大部分波形都会安静得多;另外一个是睁着眼时的波形。而这位患者由于已经昏迷,所以缺少两种状态的对比,这种数据上的缺失就给后续分析增加了难度。

其实,能和这个研究相吻合的实验也不是没有,都是在哺乳类动物濒死时采集到的脑电波数据。在那些实验中,也都出现了高比例的 γ 波异常活跃的状况。

 

对濒死体验的研究和反思

现实中,还有一些科学家专门找到那些在鬼门关走了一遭的人,主要就是经历过心脏骤停,然后又被幸运地抢救回来的人。心脏骤停这件事可以发生在很多人身上,抢救回来后,有些人还能恢复的很好,于是他们就能完整的描绘濒死体验。

纽约大学石溪分校医学院的萨姆·帕尼亚(Sam Parnia)在 ICU 的工作和研究期间,收集了大量濒死体验的描述。

他当时只是为了证实一件事,就是人死后会不会有类似灵魂一样的东西从身体飘出,看到自己的身体正在被抢救。因为这个描述在很多濒死的人口中都讲过。

他用的方法很土,但很有效。他在抢救室的柜子顶上,面朝上放了一个很显眼的数字标识。如果人们真的在濒死时有灵魂飘出身体,能从天花板处从上往下看到自己被抢救的肉身的话,那飘浮的上帝视角应该可以看到柜子顶上朝上放着的那个大大的数字。

在验证的那一年,他一共遇到了 63 个心脏骤停到没有脉搏、没有呼吸、瞳孔放大但后来抢救过来的案例。在这 63 个人里,有 4 个人声称有灵魂飘出身体的濒死体验,但是这 4 个人没有一个能说出柜子顶上那个大大的数字到底是多少。

接下来一年,他又调整了验证方法,把一些特殊的显眼的东西放在并不算太高,只要患者能坐起来就可以看到的高度。这一年,有 12 个心脏骤停但又活了过来,并且声称有濒死体验的幸运儿。不过,这 12 个人也没有任何一个能说出高度更低的物品是什么。所以,以科学的严谨态度来说,就算灵魂真的可以在濒死时飘出身体,飘出来的高度也不会超过 15cm。

在这些幸运儿陈述濒死体验的时候,都有一些共同的描述,比如平静地穿过隧道,然后遇见很多熟人,最后沐浴在光芒中。这些情节也许对应着 γ 波的高度活跃。

最后,我们说说对濒死体验的研究。

当人们使用科学逻辑和高精尖仪器,甚至把深度学习的 AI 用在识别人死前 30 秒的脑电波的时候,死亡的细节更多地展现在我们眼前,似是而非的模糊的东西就更难藏身在死亡过程中了。这看上去好像是进展,但实际上也有不好的作用。

因为自古以来,人们对死亡的认识主要来自于当地文化,大部分是宗教内容,小部分结合了迷信。这些内容科学与否并不重要,重要的是当地文化对死亡的解释导致人们心中有稳定的让人甘愿接受的预期,比如轮回、天堂、复活日等。而人生如何走向终点的逻辑,也是把人们凝聚在一起的共识的一部分。

当这一切随着科学细节被揭开后,死亡的细节倒是清晰多了,但人们心中对最后一刻的预期也崩塌了。因为不管怎样,大致上都会对应着一个现实,就是那一刻迈过去后就什么都没有了。这个结果对任何人来说都是残酷的。所以,今天在面对死亡的问题上,我们可能缺少让人甘愿接受的预期。

你觉得这个问题该怎么解决呢?欢迎你把思考分享到留言区。

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