发展受阻 元宇宙发展步入低潮
1992年,尼尔·斯蒂芬森所著的科幻小说《雪崩》中,第一次呈现了一个超现实主义的数字空间,这个概念被称为元宇宙。被地理空间所阻隔的人们能够通过各自的虚拟化身相互交往,让数字化成为自己生命的一部分。
近年来,苹果、Meta、微软、英伟达、百度、腾讯、网易等全球科技企业纷纷布局元宇宙。入局者认为,元宇宙是一场颠覆性的变革,一个可能成为下一代互联网、下一代移动互联网的聚变因子。而不少旁观者认为,这不过是一个转瞬即逝的新概念。
如今,元宇宙的发展陷入了泥潭,在2021年末Facebook更名为Meta后,扎克伯格曾多次表示该公司将“All in元宇宙”,但据公司发布的财报数据显示,该公司专注于包括虚拟现实、增强现实和社交平台三类元宇宙项目开发的Reality Labs部门,2022年前三季度的总运营亏损额达到了94亿美元,高于2021年的69亿美元。自2019年以来,该部门的总运营亏损已经超过300亿美元。
从国内来看,玩家也在纷纷撤退,字节关停元宇宙社交APP“派对岛”,腾讯数藏平台“幻核”被裁撤,TME数字藏品业务也被叫停。与之相关的虚拟人和数字人则更多地应用为营销手段,NFC数字藏品则在短暂火热了几个月后,因其在合规方面的不成熟而黯然失色。分析公司CCS Insight的数据显示,2022年全球VR头显和增强现实设备的出货量将同比下降12%以上,至960万部,预计2023年是增长缓慢的一年。究其原因,眩晕为其一,应用单一、刚需替代性弱的问题则更为突出。
XR是目前发展较快的方向。XR设备主要应用在游戏场景中,能够真正落地在硬件设备中,它既能够使用元宇宙的概念,也能够避免陷入尴尬境地,因而其也被视为“极有可能成为智能手机的接班人”。但XR也已暴露出问题。没有爆款应用,用户将其当作玩具“尝鲜”后就舍弃,也成为XR前进路上的“绊脚石”。显然,XR世界所缺乏的,是“杀手级”的应用。
在工业方面,工业元宇宙成为热词的同时,实质成果仍在探索中。目前国内多个地市推出工业元宇宙发展规划,加快打造工业数字孪生生态,培育一批元宇宙﹢工业互联网场景,有国内企业已经推进智能化软硬件产品在智慧矿山和智慧港口领域的落地。工业元宇宙的发展需要强大的算力、网络等基础技术作为底座,同时,芯片、传感器、光学镜头、VR/AR设备等硬件设备的支撑也至关重要。目前国内在工业元宇宙的数字基础设施建设方面仍处于摸索阶段。
从科技发展路径来看,元宇宙虽描绘了一种“可行的未来”,但距离《雪崩》《头号玩家》中的理想形态还极为遥远。长期研究此领域的专家马修·鲍尔表示,元宇宙的前提是互联互通,即在不同自治系统之间交换数据,这涉及数万亿美元的风险和数十亿美元的建设投资,很多人对互联互通持怀疑态度。因为这需要Meta、微软、苹果、谷歌等公司“不得不”选择自由交换数据和用户,并采用竞争对手的技术或系统,从目前来看,实现难度很大,这可能让元宇宙的发展陷入瓶颈。
在浙江大学国际联合商学院数字经济与金融创新研究中心联席主任、研究员盘和林看来,当前普及元宇宙的方向有三个,金融端以区块链技术为核心的数字资产产权化;工业端以数字孪生、MR为核心的精细化、高效化生产;消费端以VR为核心的游戏产业。同时,元宇宙医疗健康、文旅也是当前市场中已现雏形的热点。
Meta热潮退去,业界人士又将目光转向另一个巨头。据报道,苹果正在打造一款具有AR功能的头显,最快将于2023年发布。多位分析师和业界人士十分看好苹果此次推出的新产品,有分析师认为,凭借苹果强大的粉丝黏性,该款设备很可能一夜之间改变市场,从Meta手中接过接力棒,扛起VR市场的大旗。苹果会成为挽救元宇宙市场的关键所在吗?时间会给出答案。
运营商发力 元宇宙发展能否迎来转机?
福建移动在厦门集美区打造省内首个“5G﹢AR党史馆”,应用5G、VR/AR、人工智能等新一代信息技术,让党史学习教育更加生动鲜活。
随着全球科技企业纷纷布局元宇宙,我国各大运营商也勇立潮头,在科技前沿探寻着元宇宙的新风口。关于元宇宙应用的预测,入局者始终抱有乐观的态度。无论是在社会公共服务领域,还是商用化和变现能力,元宇宙都蕴藏着巨大的能量。而竞逐元宇宙的赛道,注定是一场持续性的“马拉松”。运营商又将如何依托自身的独特优势,在这场长跑中取得佳绩,是大家一直关注的焦点。
自2021年起,我国三大运营商就陆续入局元宇宙。2021年11月,中国电信5G创新应用合作论坛举办,论坛聚焦新国脉元宇宙战略布局,以元宇宙新型基础设施建设者为定位,立足创新应用成果,启动了2022年盘古计划。当月举办的中国移动全球合作伙伴大会上,中国移动咪咕公司分享了元宇宙的MIGU演进路线图,拟以算力网络为依托,以游戏、社交、虚拟偶像等为载体,迅速切入元宇宙赛道。2022年12月21日,在2022年中国联通合作伙伴大会数智生活论坛上,中国联通发布了元宇宙战略,成立了元宇宙创新产业联盟。
“元宇宙时代运营商战略能力地图核心是要为元宇宙构建超级局域云网服务。”北京邮电大学经管学院兼职教授葛颀认为,“电信运营商能够和G端政府、B端用户及C端消费者共同打造由数字化生活、数字化运营与数字化治理共同组成的数字化新时代,共同构建元宇宙的新主场。”
在具体实践中,运营商也凭借独特优势,在元宇宙领域加速战略布局,尽显各自本领。和力传播集团策划总监高承远表示,在元宇宙业务方面,三大运营商优势各不相同。电信最大的优势是宽带,移动最大的优势是用户,而联通最大的优势是融合业务和灵活性。
在近日举办的2022天翼数字科技生态大会上,中国电信国脉文化打造的首位虚拟数字主持人——霄逸精彩亮相大会并参与主持。作为中国电信旗下公司,国脉文化担负着中国电信元宇宙发展“主力军”的重任。在元宇宙浪潮之下,国脉文化充分发挥中国电信云网融合优势,打磨产品、拓展市场、发展用户并塑造价值。同时运用5G、人工智能、区块链、大数据等核心技术,构筑元宇宙基础设施,丰富应用矩阵,不断开拓渠道、平台、终端、内容、资本五大合作领域,共创元宇宙生态繁荣。
中国移动的元宇宙业务主要由旗下的咪咕公司运营。2021年9月7日,咪咕公司首次开始申请元宇宙数智潮人、元宇宙数字潮人、元宇宙数字艺人等商标。北京社科院研究员王鹏表示:“中国移动多年在移动社交、移动媒体、短视频领域有所耕耘,以咪咕为抓手,积累了大量的粉丝和优质内容。”当前,中国移动也正加速布局元宇宙核心领域和关键环节,卡位新的产业层级和关键枢纽。
中国联通依托算网构建网络、算力、AI、数据、数字身份、3D、XR七大引擎元宇宙底座,围绕元宇宙应用形态、通信元宇宙、数字文化元宇宙、互联网元宇宙、垂直行业元宇宙等推出一系列产品服务,并提供全行业全场景覆盖的标准化产品与制定化服务。《中国联通元宇宙科技创新及产业应用白皮书》中指出,运营商拥有连接、传输、算力、市场、生态等领先优势,将成为元宇宙探索的中坚力量。
在元宇宙的赛道上,算力正成为未来元宇宙之争的重要力量,“技术底座”也成为运营商关注的关键词。基于在信息通信领域的技术优势和资源布局,运营商在5G、大数据、算力网络、AI、云计算及边缘计算等方面的优势更为明显,在元宇宙基础设施建设领域拥有更多可持续拓展的空间。从长线来说,时间、资金、能力、实力、技术、人才等条件也是运营商所特有的要素,为其竞逐赛道注入了持续的动能。
运营商入局后,究竟能否为这场元宇宙“马拉松”带来新的机遇,还有待时间去验证。但运营商对于元宇宙的探索已逐渐深入社交、游戏、电影、音乐、虚拟人等多个领域。期待在不远的未来,我们能够看到更多超乎想象的元宇宙创新应用成果。
产业亟待突破元宇宙将去向何处?
与众多所谓的风口不同,元宇宙概念爆发至今,尽管吸引了各个领域的玩家接连入局,但实质成果却寥寥无几。这在很大程度上归因于元宇宙概念背后极大的不确定性,毕竟其仅仅是脱胎于科幻小说,凝结着大众想象的产物,同过去有实体支撑或立足于商业逻辑的风口完全不同。
Meta方面曾透露,预计Reality Labs 2023年的运营亏损同比大幅增长。元宇宙投资预计需要10年时间才能取得成果。电信业分析师付亮认为:“在移动互联网时代,Meta始终占据着主导地位,如果转换到元宇宙赛道后,没有形成足够大的用户规模作为支撑,在资本市场看来,这可能是一项负资产。”
“在考虑任何新技术的发展时,应分三步思考。第一步是新技术何时可用;第二步是使用该技术的一代人何时长大;第三步则是使用该技术的一代人何时成为企业家。”元宇宙领域专家马修·鲍尔表示,“乐观地看,元宇宙的爆发可能在未来3~4年内发生。因为伴随着iPad、Roblox等3D社交网络成长起来的一代人将开始创建伟大的新公司。而今时今日的元宇宙产品和平台还是由不属于元宇宙时代的人所创建的。”
中国或许会成为元宇宙发展的热土。马修·鲍尔认为,中国发展元宇宙的核心优势在于5G、AI、机器语言以及半导体、CPU、GPU制造专业知识和生产能力。更重要的是,中国在互联互通上有根本性优势。据《2022年全球元宇宙投融资报告》,2022年全球元宇宙产业共发生704笔融资,总金额达868.67亿元,其中元宇宙行业应用、底层技术和游戏占主要方面。中国(包括港澳台)完成融资125起,融资总额为127.82亿元,并且诞生了4只行业“独角兽”。
如今,我国不断为元宇宙发展提供支持,2022年政策端的引导和扶持给国内元宇宙发展注入了新动力。2022年11月,工信部等五部门印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》,该计划提出,到2026年,我国虚拟现实产业总体规模(含相关硬件、软件、应用等)超过3500亿元,虚拟现实终端销量超过2500万台,培育100家具有较强创新能力和行业影响力的骨干企业,打造10个具有区域影响力、引领虚拟现实生态发展的集聚区,建成10个产业公共服务平台。与此同时,上海、浙江、河南等诸多省市接连出台元宇宙产业发展规划,表示将在教育、医疗、文娱等多行业推出标杆产品,打造创新示范场景,建立元宇宙产业园等。
方正证券互联网传媒首席分析师杨晓峰表示,这体现了政策面对虚拟现实技术重要性的充分肯定,有利于行业明确发展目标和路径,行业有望在政策加持下迎来增长拐点。
华泰证券研报表示,早期的硬件设备受制于应用场景和内容单一化、用户对硬件设备的体验不完善等缺陷,初代VR/AR并未实现大规模增长。随着元宇宙应用场景的清晰化,未来VR/AR/脑机接口的发展方向逐渐明确,游戏、电商、协同办公、社交、健身、医疗、视频和模拟训练(教育)等元宇宙应用场景正逐渐清晰。
业内专家认为,B端市场可能是元宇宙硬件发展的下一突破口,近年来元宇宙中的数字孪生在工业、农业等基础建设和民生行业的应用加速落地,以低碳节能的手段实现效能提升。例如,部分农业企业通过传感器收集土壤、作物状况以及天气情况,进而以数字孪生技术为种植者提供数字分析和规划工具。
“随着现在很多企业积极地投身于元宇宙,元宇宙正在度过一个期望膨胀的顶峰阶段。现在有一些做元宇宙的企业已经开始裁员了,但是这并不影响元宇宙为我们带来的巨大的前景,这个‘智能时空’打通了物理世界、数字世界、人脑世界,让整个人类世界看到一个新的边界,这个边界就像我们现在理解的现实中的宇宙一样,没有边界。”中国信通院工业互联网与物联网研究所所长金键表示。
元宇宙的发展离不开应用场景,目前,游戏、社交和工业成为三大重点领域。金键认为,不同于游戏对虚拟体验的延续和社交方式的不断探索,工业场景对元宇宙的期待相对明确且固定,以解决问题为主要目标的元宇宙工业应用将最先产生实际价值。(刘彤刘亚廷 杨子怡)
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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)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)