科学家首次揭示人类死亡前脑电波

濒死体验（near-death experience，NDE）的主观描述往往带有强烈而超现实的色彩，它常常会是一段沉浸式的人生回顾，包括回忆、梦境、幻觉和冥想状态的超验和离体体验。那么这些现象背后会有什么样的神经生理学特征呢？

有科学家曾经推测，大脑可能会在这一“无意识”的阶段产生记忆回放，并伴随着神经振荡活动（oscillatory activity）的增加。多项先前的研究发现，在健康受试者的清醒、做梦和冥想过程中，神经振荡为知觉、意识和记忆的信息加工提供了时间框架。特别是在意识知觉中，丘脑皮层活动增强、伽马能量增加、长程伽马同步（>35Hz）。

然而到目前为止，研究濒死体验神经相关性的报告是来自于动物实验研究，是濒死体验回忆期间获得的测量结果，而不是濒死体验本身期间的实时记录。而有的研究是来自姑息性患者的简化脑电图（EEG）记录。所以，目前尚未报道过在现实的急性情况下临终时人脑中发生的神经生理学过程。在死亡的短暂阶段捕捉完整的标准脑电图活动是非常罕见的，因为这种流程是无法通过预先计划的实验来进行的。

今年二月份，瑞士的《衰老神经科学前沿》杂志最新发表了一项神经科学研究，该研究由来自中国、爱沙尼亚、加拿大和美国的研究人员协作完成。文献中记录了一名87岁外伤性硬膜下血肿后心脏骤停患者的连续脑电图，这些数据是在非实验性、现实生活中的急性护理临床环境中首次从垂死的人脑中获得的，数据支持了人脑可能具有在濒死期产生协调活动能力的结论。

这项研究第一次报告了人类大脑在死亡过渡阶段的连续脑电图记录。研究人员发现双侧神经元活动被抑制后，θ波降低，γ波功率相比于左半球受抑制阶段明显增强。心脏骤停后，相对γ波功率增加，而δ、β、α和γ波降低。而且还观察到在抑制双侧半球反应后，可以看到窄带和宽带波段γ活动的绝对功率增加，θ功率降低。

交叉频率耦合显示，即使在脑血流停止后，左半球γ活动也会通过所有窗口的α和θ节律进行调节。在左侧抑制期间和心脏骤停后，α波对窄带和宽带γ活动的耦合最强。尽管受到神经元损伤和肿胀的影响，这份研究的数据还是从垂死的人脑中提供了有力的证据。

此研究的研究对象是一名87岁男性，在跌倒后被送往急诊室。起初，他的格拉斯哥昏迷评分（Glasgow Coma Scale，GCS）为15，然而迅速恶化到GCS为10（E3V2M5），伴有瞳孔不等（左瞳孔：4mm，右瞳孔：2mm）和双侧对光反应，存在角膜和呕吐反射。CT扫描显示双侧急性硬膜下血肿（subdural hematomas，SDH），左侧肿块较大，中线移位。

神经科会诊后，患者接受了苯妥英钠和左乙拉西坦治疗，并采集了脑电图，显示左半球无抽搐性癫痫持续状态。至少有12次确定的电图癫痫发作，之后在左半球自发形成一种突发抑制模式。此后不久，两个半球的电图活动表现出突发抑制模式，随后出现室性心动过速伴呼吸暂停和临床心肺骤停。

图注：（A）10–20系统的整体EEG输出，在900秒的时间内同时发出EKG信号，包括癫痫发作（S）、左大脑半球活动抑制（LS）、双侧大脑半球活动抑制（BS）和心脏骤停（CA）。

这项研究报告的结果与在啮齿类动物中观察到的神经元活动变化相似，在啮齿类动物中，在心脏骤停10-30秒后观察到低γ带频率增加。此研究的数据显示，与其他波段相比，相对γ功率增强，θ降低。在比较相位-振幅耦合（交叉频率耦合）时，可以观察到这两项研究之间一个特别的差异：心脏骤停后，δ、θ和α调节啮齿类动物的低γ活动，而在人脑中，这种调节发生在所有γ波段，主要由α波介导，而θ节律在较小程度上介导。

有研究表明α带通过抑制不相关或破坏性的网络来严重干扰认知过程。鉴于α和γ活动之间的交叉耦合涉及健康受试者的认知过程和记忆回忆，推测这种活动可能与濒死状态下发生的最后一次“生命回忆”有关。

尽管研究存在局限性，但受控的实验啮齿类动物研究和目前的研究在振荡变化方面的总体相似性表明，大脑在死亡期间可能会经历一系列固化的活动模式。在生理环境中最终可能很难评估这一点，因为从“健康受试者”那里是不可能收集到此类数据的。因此除了在急性护理医院环境中涉及病理条件的情况外，无法在濒死阶段获得不间断的记录。

参考来源：

1. Vicente, Raul, et al. "Enhanced Interplay of Neuronal Coherence and Coupling in the Dying Human Brain." Frontiers in aging neuroscience (2022): 80.