安妮拉·奥瓦迪亚++谢廖沙
拉玛钦德兰让截肢患者重新看到自己失去的肢体,减轻了他们的幻肢痛。在患者的大脑中,失去的肢体已经不再是身体的一部分。
因为对大脑功能有了革命性的发现,维莱雅努尔·拉玛钦德兰被赋予“神经科学中的马可·波罗”的称号。拉玛钦德兰生于1951年,家乡位于印度南部的泰米爾纳德邦。其父是工程师,同时也是联合国的外交官,曾被派遣到泰国。他曾就读于印度马德拉斯和泰国曼谷最好的中学。他在剑桥三一学院获得博士学位。但是在美国的时候,他才找到后来的研究方向——现代神经学,他希望研究身体、智力和意识之间的关系。最不同寻常的是,他选择了一个冷门而怪异的研究主题——幻肢痛。拉玛钦德兰说:“我一直都认为,有些现象值得用科学的方法研究。也许我这么想是因为,在印度文化里,人们总是用神秘学来解释一些事情。”
90年代初,这位印度神经学家成为了圣地亚哥大学大脑与认知研究中心的主任。他那个时候对视觉研究产生了兴趣。但是到了加州以后,他重新开始研究干扰身体整体协调性的症状,例如卡普格拉斯综合症(患者认为身边的亲友已经被假扮的人顶替)和幻肢痛。
“大约90%的截肢患者在做完截肢手术后,仍然有截去的肢体依然存在的错觉,而他们中的三分之二会感到‘幻肢痛,却不知道如何治疗:怎么去治疗不存在的肢体呢?”拉玛钦德兰问。或许,应该再做一次手术,把感觉神经也切断。
幻肢痛并不是近期才被发现的现象。早在拿破仑时期和一战的时候,军医就发现,截肢的士兵出现过幻肢痛。幻肢痛通常表现为肢体上的疼痛,例如“胳膊疼”、“腿疼”,但是,后来医学发现,做过乳房切除术的女性也会感到失去的乳房仍然存在并且有痛感。就连切除子宫的女性也能感到失去的子宫隐隐作痛。
拉玛钦德兰通过实验发现,假神经瘤,也就是已经断肢的神经末梢的刺激疼痛,就是截肢患者通常感到的幻肢痛。但是几乎所有试图把神经割断的手术,最终都被证明没有效果,不能减轻患者的疼痛,有时候,医生必须切断患者的神经末梢,才能减轻他们的疼痛。
1989年,加拿大心理学家罗纳德·梅尔扎克自问,断肢引发的疼痛,问题是否真的出在中枢神经系统(大脑和脊柱骨髓)上,而不是周围神经上。他提出假设,认为大脑皮层中能够形成神经联结组织,而这种神经联结组织产生的原因在于身体活动的经历。即使周围神经没有向大脑传输信息,神经联结组织也能保持活跃,并且产生断肢仍然存在的幻觉。两年后,美国伯赛大健康研究所由汤姆·潘思带领的神经科学家团队论证出,初级身体感觉皮质——接收周围神经传输的感觉信息的组织——在躯体活动刺激消失的时候,会重组。也就是说,大脑的某些结构在身体器官遭遇变化后,重组了。
拉玛钦德兰约见了截肢患者维克多,打算为他寻求消除幻肢痛的可行方法。1992年11月的《科学》杂志发表了他的实验。他通过那次实验证明了维克多在截肢后大脑皮层的重组现象。拉玛钦德兰说:“维克多左臂截肢一个月后,我为他做了触觉检测,当我用小棍戳他的面颊时,他不存在的左臂和左手感到了‘刺激。”
经过一系列详细的检测,拉玛钦德兰发现,维克多在攀爬美国和墨西哥边境时失去的左臂和左手,又以另一种形式“长”在了他的脸上,就连手指的知觉都是按照手指的顺序排列的。患者的面颊始终都有触觉,但是他脸上的触觉和断肢的触觉是相互混淆的。
梅尔扎克和潘思的研究团队的结论是对的。身体活动在大脑中有映射,当周围神经传递的感觉信息缺失时,映射会转移到身体的其他部位。拉玛钦德兰确认道:“1994年发表的医学成像实验表明,临近身体部位的知觉取代断肢知觉,在大脑中形成映射。在维克多的案例中,手和脸在大脑中的映射区域相邻,手的映射区域侵占了脸的映射区域。这是对‘幻肢痛新的解读。”
90年代中,拉玛钦德兰研究了意大利神经科学家贾科莫·里佐拉蒂论述镜像神经元的著作。镜像神经元在大脑皮层活跃的时机不仅是自身活动的时候,还有看到他人活动的时候。于是,拉玛钦德兰将这个理论运用于自己的研究:“如果当我们看到别人做动作的时候,镜像神经元也能处于活跃状态,那么说明视觉在运动感觉中有相当重要的作用。”他据此开发了幻肢痛的疗法,一个简单的实验让他声名鹊起,他发明的疗法沿用至今。
拉玛钦德兰在研究中以经济的方式完成复杂的实验。当时,人们还认为神经科学研究需要用到的设备都极其复杂和昂贵,但是拉玛钦德兰却以实际行动证明,他实验中用到的器材都是生活中常见的材料。
他做的“映射盒”实验就是一个典范。他的映射盒包括两个部分,以一面镜子作为界限,每一部分有一个窟窿。截肢患者把健全的肢体伸进其中一个窟窿里,断肢伸进另一个窟窿里。因为中间有镜子,所以患者可以通过映射盒看到自己的两条手臂互相靠拢,因为健全手臂的映射成像取代了断肢的位置。他们活动健全的手臂时,仿佛感觉断肢也在跟着活动。
拉玛钦德兰讲述道:“90年代后期,左臂截肢患者杰米来我们这里就医。他是第一个使用映射盒疗法的患者。他感觉他截去的左臂的拳头在抽搐,左手的指甲深深地嵌进肉里。”拉玛钦德兰就让杰米同时活动左右手,并让他看到健全的右手反映在映射盒中的成像。看到成像后,杰米感觉他的拳头不再抽搐,疼痛也消失了。
原理简单:镜像创造了强烈的感官冲突。视觉告诉大脑:“胳膊动了。”同时大脑皮层又“知道”不存在的胳膊无法动弹,痛苦不堪。拉玛钦德兰说:“为了消除视觉和大脑皮层的冲突,大脑清除了幻肢存在的感觉。我们的映射盒做了第一例切割幻肢的‘手术。”
拉玛钦德兰有了第一次实验的经验,又约了几名志愿者参加实验,并将实验的过程发表在1998年出版的《大脑》杂志上。几乎所有志愿者都认为映射盒有减轻疼痛的效果。于是,映射盒视觉反馈疗法诞生了,这种疗法同样适用于其他肢体疼痛或麻痹的症状:“心脑血管疾病患者的映射盒实验表明,这种疗法可以减轻他们的痉挛症状,有利于让他们恢复一部分的活动能力。他们的肢体仍然存在,只是失去了活动能力。映射盒产生的肢体活动成像有助于重塑神经功能。我们发现这种疗法对治疗手部关节炎也有一定效果。”
拉玛钦德兰的实验似乎阐明了幻肢痛的原理。但是近20年来,科学家们又提出了不少新的解释。有些解读符合拉玛钦德兰的理论,而有些解读与他的理论恰恰相反。例如,有人提出映射盒造成的视觉与本体感觉的感官冲突,不利于患者适应截肢后的生活。消极的神经重塑无法让失去的功能得以恢复,映射盒这种外界刺激反而伤害了患者。还有人认为,对过去动作的记忆导致了幻肢,我们的身体没法忘记断肢过去曾经做过的动作,因此断肢通过患者的记忆继续“存在”。
2013年,牛津大学神经科学家塔马尔·马金发表了一篇论文,论证了一次消极神经重塑的实验。她论述道,断肢在大脑皮层中的映射强度相比于过去健全的时候更加强烈。所以,截肢后,大脑皮层并不能消极重组,属于断肢的映射区接收到的刺激反而更强烈了。
同年,希伯来大学的马歇尔·德沃尔做了一项实验,实验对象是32名腿部截肢者:他在他们的脊髓中注入麻醉剂,周围神经正是从脊髓延伸出来的。他们的幻肢感和疼痛都消失了,同时他们的大脑感觉映射区并没有损坏。如果后续的实验成功,那么这将是第一种通过麻痹周围神经而消除幻肢痛的疗法。到那时,他们就要研究为什么通过控制周围神经可以消除幻肢痛了。