“心想痛止”不是梦

人的一生难免会伴随着大大小小的各种病痛,人们为了减轻痛楚会用到各类止痛药、止痛针。如今,现代医学给我们带来一个好消息:未来我们有望以意念止痛。据英国《新科学家》近期文章报道,一项新的生物反馈技术将会令我们“心想痛消”,这听起来神奇得不可思议,但科学家们决不是在故弄玄虚,先进的生物反馈技术可让人们可以亲眼目睹在自己大脑中控制疼痛感觉部分的活动情况,从而学会如何抑制痛楚。

生物反馈技术早已有应用,它可将人体内的信息进行处理然后通过视觉和听觉等人们可以认知的形式显示出来,使人们能够亲眼目睹大脑里的活动情况,有意识地控制自己的心理活动,以达到调整机体功能、防病治病的目的。

美国芝加哥大学生物反馈学领域的先驱者彼得·洛斯菲尔德说道,虽然以往生物反馈技术已取得一些令人瞩目的成就,但还没有办法来帮助人们止痛。

20年前,洛斯菲尔德就发现,通过训练老鼠来改变它们的脑电波波形,以此来改变老鼠的痛感阈值,但是这项实验意味着要将电极置于脑中,因此一直未在人身上试验过。

现在加州大学的研究人员利用功能核磁共振成像扫描仪,可以让人们看到自己大脑活动情况的实时反馈。脑电图描记器与功能核磁共振成像扫描仪的区别在于,后者可让接受测试的自愿者清楚地看到自己大脑中某一特殊区域的活动情况。

在这项实验中,大脑中的痛楚控制区域的活动情况显示在电脑屏幕上让受试者观看,电脑上显示出来的或者是一团大小变化着的火焰,或者是简单的滚动条。在扫描显示过程中,受试者的手掌心承受着热量给他们带来的痛感,研究人员让他们试着用意念加大或者减少屏幕上显示出来的表示大脑活动的信号,并不时地对他们的痛苦程度作出评定。

参与试验的8名受试者只经过了13分钟的扫描显示过程就学会了控制和改变大脑活动情况,他们具有了某些控制痛感的能力,也就是说,他们真的学会了“意念止痛”。

试验的效果甚至超越了脑电波扫描的阶段,也就是说,这些人在脱离了脑电波的监控后,还能继续保持着他们学到的“意念止痛能力”,至于保持的程度以及能持续的时间,还有待于进一步的确定。

受试者也不能解释他们是如何做到这一点的,研究人员通过一系列的试验排除了其他因素的影响,这些试验包括给受试者提供虚假的反馈信息,不提供任何的反馈信息,或者提供的反馈信息来自大脑中其他与痛感无关的区域等。

利用核磁共振成像扫描仪,可显示大脑某一区域的活动状况

大脑生物反馈技术的实用之处不仅在于可以训练病人控制甚至解除痛苦,还可用来治疗其他会影响到脑部活动的疾病,如抑郁症和痴呆症等。

不过,在目前来说,这项技术的普及受到的限制和障碍是功能核磁共振成像扫描的成本太高。

疼痛原来也是“痛由心生”

医生都知道,有些人对痛苦的反应会比另一些人强烈,现在对一些经历相等程度痛苦试验的受试者脑部进行扫描的试验证明了医生们的看法是正确的,这些实验还表明在一定程度上人所感觉的痛苦实际上可以说是“痛由心生”。

研究表明,在相同的痛苦刺激下,受试者的反应有时会呈现出巨大的差别。该项研究的领导人鲍伯·考格黑尔认为,“这表明病人自诉的痛苦是可信的。”

他用热水对17名身体健康的自愿受试者进行试验,让他们的小腿背面承受热水给他们带来的痛苦,测定他们的忍受程度和对痛苦的自我感觉,水温从接近体温的温度开始一直上升到49摄氏度,对于通常的洗澡水来说,这是相当烫的温度。

他要求受试者对痛苦的感觉作出评定,标准是从0到10,他发现受试者之间对痛苦感觉的差别非常大,当他将水温调到最高49摄氏度时,痛苦承受能力特别强的人,对痛苦感觉的评定值只有1,而有的人则几乎无法忍受,他们对痛苦作出的评定值为9。

接下来考格黑尔重复实验,不过这次让受试者同时接受核磁共振成像脑电波扫描。扫描结果表明,受试者虽然经受同等程度的痛苦,但是每个人对于痛苦的敏感程度却是不同的。那些最不能忍受痛苦的受试者的大脑皮层在痛苦刺激下会显示出更多的活动,大脑皮层是大脑中与高级认知活动有关的部分,在感受痛苦时被激活的大脑部位还有与注意力、记忆力以及情感有关的前额叶皮质等。

对痛苦承受能力强的受试者大脑中的这些区域都没有什么强烈的活动,但是17个受试者大脑中接受痛苦信息的丘脑部位,显示都很活跃。这表明痛苦的信息在到达大脑的途中并没有得到抑制或者减弱,区别在于当痛苦信息到达大脑后发生了什么。

考格海尔说,“当痛苦信号到达大脑后,大脑皮层对这些信息进行诠释和加工,大脑所依据的是先前的一些经验、情感以及期望,区别大概就在于此。”

意念控制假肢之前景

人的四肢活动都受到大脑的控制,也就是说,我们想要动手,手就会动,我们想要走动,腿就会遵照我们的意愿行走。可是,对于安装了假肢的人来说,就没那么方便了。因此,如果大脑也能控制假肢的活动那该多好啊,这一直是医生和病人的愿望。

近年的一项科学实验表明,猴子经过一定的训练,能用大脑来控制计算机屏幕上球的运动,甚至还能做得和用手移动一样的好。开始的时候,屏幕上的球随着猴子手臂的移动而移动,植入猴子大脑中的电极记录下当它游戏时手臂移动时发出的运动控制信号,最后,研究人员鼓励猴子在游戏中不移动手,而是要求它们控制与手臂运动相对应的大脑信号移动屏幕上的球,开始时它们总想用手,但后来它们发现只要用大脑去“想”,不动手也能让球动起来。

对于人类来说,要用大脑来控制假肢的活动,需要让大脑学会一系列的运动,于是研究人员给猴子新的任务,让球作180度的方向改变等。通过每日的训练,猴子进步很快,即使在学习一项新的动作时,不允许它们先用手来练习移动,它们仍然能够通过虚拟反馈学会用脑电波来控制计算机屏幕上的图像。这意味着一些没有可能用手臂来进行练习的瘫痪病人也能学会用思想控制和移动物体。

研究表明,即使瘫痪了几年的人,大脑中的运动控制中心仍然是活跃的,完全有可能利用大脑中仍然起作用的运动中心来控制病人的假肢,但就目前实验中所用的技术和电极来说,还不具备在人身上作实验的条件。

不过这方面的研究已经取得了一些初步进展,以下是一个成功的实验例子,有项实验在不需要在人的大脑中植入电极的情况下,成功地以人的脑电波移动了移植的假肢。一个四肢瘫痪的病人戴上了一个插满电极的头盔,通过生物反馈技术的一系列训练学会了如何控制自己的一个假臂。他通过“想像”学会了将屏幕上的光标上下移动,通过想像向上移动光标,他张开了假肢的手掌,通过想像向下移动光标,他合上了假肢的手掌。他还能拿起并握住一些物体,比如一只水杯或者一把餐叉。

呈现在电脑屏幕上的大脑活动图像