——你觉得，人的躯体内有没有可能真的藏着一个独立的“灵魂”呢？
(资料图片仅供参考)
——那些所谓“灵魂出窍”、“悬浮凝望”的经历，会是真实存在的吗？
——对临死前的“走马灯现象”，想必你也一定有所耳闻吧！
……
此类问题着实太过玄幻，但抛开主观层面上的“信”与“不信”，那些曾被认为是“超自然”的濒死体验（Near-Death-Experience, NDE）其背后的科学原理，却总能轻而易举勾起我们的好奇心。
医学上的“死亡”或以“脑死亡”为标准、或以“心跳和呼吸停止”为标识，但对于我们普罗大众而言，生与死就是一个二元概念——在心脏不可逆地停止跳动的那一刻起，就代表着死亡的开始。但美国密歇根大学（University of Michigan）神经学家Jimo Borjigin对此不以为然，认为这种观念早已“老掉牙”（ancient and outdated）了！因为近些年的多项研究都指向了一个有趣的现象，即许多动物的大脑可以在心脏停止跳动后的数秒到数小时间，依旧表现活跃。
那这一现象是否适用于人类呢？是否意味着在死亡过程中，我们的“隐性意识”（covert consciousness）其实仍然保持着“清醒”呢？
据此，Jimo Borjigin和她的团队展开了一项小型研究，对4名处于昏迷状态的病患进行了大脑活动图的绘制。结果显示，在濒死患者的心脏停止跳动后，他们的大脑突然爆发出明显的活动信号。对此，Borjigin表示，这或许能够帮助我们解释为何一个人的大脑能够在心脏停止跳动后仍能对过往的记忆进行重播。
相关论文以“Surge of coupling and connectivity of gamma oscillations in the dying human brain”为题，于2023年5月1日发表在《国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Science, PNAS）。
Figure 1. Surge of coupling and connectivity of gamma oscillations in the dying human brain [2]
这是一项回顾性研究，对象是自2014年以来在密歇根医学院神经重症监护病房死亡的患者。针对其中四名昏迷病患，研究人员对其脑电图（electroencephalograms, EEG）和心电图（electrocardiogram, ECG）的信号进行了分析。因为心脏骤停所诱发的缺氧性损伤（anoxic injury）和脑出血（brain hemorrhage），这四名患者最终不幸离世。在家属的允许下，医生摘掉了他们的生命维持系统。不过在整个过程中，脑电图帽（EEG cap）持续监测着病人大脑表面的电信号，包括医生取下呼吸机的前后时间内，直至大脑所有的活动完全停止。
研究人员观察到，在呼吸机被取下的几秒后，1号和3号患者的心率开始增加，同时，全脑缺氧刺激了他们大脑中一种被称为γ波（gamma waves）的高频活动，这种活动一直持续到心脏停跳。以从1号患者左前中颞叶（left anterior-mid temporal lobe, T3）采集绘得的图示为例，其γ波的频率（＞25 Hz）在接近死亡时出现明显的激增，在阶段2（S2）呼吸机移除后数秒内增加，直到阶段10（S10）的早期仍可用肉眼检测到。
Figure 2. 1号患者摘除生命维持系统前(S1)后(S2-S11)，其左前中颞叶(T3)的信号频率图示[2]
γ波的存在被认为是由于不同的大脑区域正处在协同工作的状态中，以试图将不同的感觉组合成对物体的意识知觉，比如：将视觉、嗅觉和汽车的轰鸣声揉捏在一起。但大脑到底是如何做到这一点的？美国路易斯维尔大学（University of Louisville）神经外科医生Ajmal Zemmar的回答很直白——“这是神经科学中最大的谜团之一”（is one of the biggest mysteries in neuroscience）。
根据以往的研究，这种模式也能在一个健康人的身上观察到——当他积极回忆过去、努力学习、或者做梦时就行。因此神经科学家将这些“振荡”与 “意识”联系了起来。但如今，在濒死之人身上看到同样的γ波，是否表明了一种神经生理机制的存在，能够证明大脑在生命的最后时刻确能回放过往的经历？
一切还有待深究。
但与此同时，另一个问题出现了——为什么在这项研究中，只有两名患者的大脑被观察到有γ波的活动？而另外两名患者在摘除生命维持器后，并没有表现出与前者类似的心率增加或明显的γ波活动增强等情况？
借用研究濒死体验的比利时列日大学（University of Liège）生物医学家Charlotte Martial的话来说，这其实也没什么可奇怪的——毕竟“走马灯”或是“灵魂出窍”的经历也不是任何人想体验就能都体验得到的嘛！
但是依然有一些“巧合”之处引起了研究者们的注意——
此前，Zemmar曾在一项研究中发现过类似的γ波，那是一名最终死于心脏病的患者，他的大脑当时正在被监测是否有癫痫的发作。在此次研究中，大脑显示γ波活动的1号和3号患者也有癫痫病发作史，一个仅在怀孕期间发作，而另一个则在心脏骤停的前一天出现过癫痫的情况。此外，患者大脑中电活动的增加还在其颞-顶-枕交界区（temporo-parieto-occipital junctions, TPO junctions）被观察到——该区域被认为与意识有关，在做梦与癫痫发作时会被激活。可在仔细检查1号和3号患者的脑电图数据后，却并没有找到他们在死亡时有发作过癫痫的证据。（当然，我们无法排除他们的癫痫发作是在脑电图无法检测到的皮质深处区域所产生的可能性。）
Figure 3. 1号患者右侧后颞叶(T6)和右侧顶叶(P4)之间功能连接的时间动态图示[2]
Borjigin认为，大脑中波活动的爆发可以被视为一种“生存模式”的表现，一旦大脑缺氧，就会步入这种模式。在对正在经历脑死亡的动物进行的研究发现，它们的大脑会在这个过程中释放出大量信号分子，并产生不寻常的脑电波模式，以试图唤醒自己。
——那人类所经历的“濒死体验”，或许也发挥着类似的作用吧！
参考文献：
[1]PNAS:Surge of neurophysiological coherence and connectivity in the dying brain
https://doi.org/10.1073/pnas.1308285110
[2]PNAS: Surge of neurophysiological coupling and connectivity of gamma oscillations in the dying human brain
https://doi.org/10.1073/pnas.2216268120
[3]Science: Burst of brain activity during dying could explain life passing before your eyes
doi: 10.1126/science.adi5224
