出生前的意識？影像研究探索可能性
Consciousness before birth? Imaging studies explore the possibility
10 MAR 2025 2:20 PM ETBYKELLY SERVICK
f t紐約市——這裡最近一場關於意識的會議從一個相對無爭議的前提開始：新受精的人類卵子沒有意識，而學前兒童有意識，因此意識應該是在這兩個階段之間某處產生的。但由紐約大學（NYU）贊助的這次聚會很快轉向了更為未確定的領域。
在2月28日至3月1日舉行的嬰兒意識會議上，研究人員探討了意識可能何時以及如何出現，以及如何去發現這種現象。他們還考慮了近期大腦成像研究中關於意識能力可能在妊娠末期、出生前產生的暗示。
紐約大學生物倫理學家克勞迪婭·帕索斯-費雷拉（Claudia Passos-Ferreira）共同組織了這次聚會，她表示：“幾年前，在這樣的會議上，胎兒意識可能會是一個較不重要的主題。” 她說，這場對話對於如何最好地照顧早產嬰兒有著影響，同時也涉及像墮胎這樣棘手的問題。“無論你關於這個問題做出什麼主張，都有一些道德後果。”
如何定義意識本身就是一個爭議的話題。“我們每個人可能會有一點不同的定義，”杜克大學神經科學家洛麗娜·納奇（Lorina Naci）在會議上承認。她描述了她是如何看待意識的——作為擁有經驗或主觀觀點的能力。還有關於意識在哪裡產生以及哪種大腦活動定義它這兩個話題有著激烈的辯論。這使得很難就生物體中的具體意識標誌達成一致，例如那些不能談論他們經驗的嬰兒。
進一步複雜化的是，研究人員在會議上指出，意識對於嬰兒來說可能與成人不同，並且它可能會逐漸出現而非一下子出現，在不同的個體身上有不同的時間尺度。
大多數人都同意某些大腦特徵對意識至關重要。其中一個是丘腦（接收和傳遞來自身體的感覺和運動信息）與皮層之間的一組連接，在那裡進一步處理這些信息。胎兒大腦的研究顯示，這種聯繫的基礎直到大約24周發展時才形成。
但是這些結構是否足以產生意識仍不清楚，因此研究人員正在尋找創意方法來尋找可能標誌著在大腦活動中出現的意識。一個資源是英國的人類大腦發育連接體項目，該項目的資料庫收集了數百名新生兒的功能磁共振成像（fMRI）數據，這些嬰兒在包裹中躺得足夠靜止，在掃描過程中打瞌睡度過嘈雜的過程。
納奇在這些功能性磁共振成像數據中搜尋了一種據稱是意識標誌的現象：一個特定的大腦區域集合——默認模式網絡（當一個人心神不定或思考自己時活躍）與另外兩個網絡，即背側注意網絡和執行控制網絡（ECN），這兩者更多參與處理外部世界的活動之間的一種交替舞蹈。納奇在她的演講中解釋說：「當默認模式處於活躍狀態並辛勤工作時……其他的網絡……就會受到抑制。」
她在2022年發表的研究工作中，她和同事們發現所有三個網絡以及這種交替活動模式都出現在滿37週出生的足月新生兒中，也出現在早產嬰兒中，這些嬰兒在出生前並沒有達到這個時期，但在達到等效年齡時進行了掃描。然而，在大約32到37周之間早期接受掃描的早產新生兒顯示出沒有類似默認模式或ECN的網絡，也沒有互補活動。這表明這些特徵在懷孕晚期才出現。
在一項上個月發表的研究中，納奇和她的同事們發現了另一個據稱支持意識知覺的特徵，這個特徵似乎更早地出現。大多數在37週前接受掃描的早產新生兒都有所謂的小世界結構的跡象。這種組織模式包括附近大腦區域之間的密集神經連接和較遠區域之間稀疏的連結，這已經被證明在麻醉和腦損傷後會受到干擾。
其他洞察來自磁腦電圖（MEG），它捕捉由神經元活動產生的磁場。圖賓根大學的一個團隊使用了一種特殊的MEG設備，這種設備可以托住懷孕的腹部並從胎兒的大腦中獲取信號，以測試胎兒對聲音模式干擾的反應。先前的實驗表明，像健康成年人一樣，由於腦損傷而意識受阻的人仍然能夠記錄短音序列中的偏差，例如模式AAAB末尾的B音符。但他們的大腦未能對更長時間尺度上的模式偏差作出反應，例如在序列AAAB AAAB AAAB AAAA末尾的A音符。這種反應的要求「高得多」，圖賓根大學神經科學家喬爾・弗羅利希解釋說，因為它需要一個被認為依賴意識的記憶過程。
先前的研究表明，3個月大的嬰兒甚至新生兒都能對這些更長時間尺度上的偏差作出反應。2021年，圖賓根團隊報告稱，大於35週胎齡的胎兒的大腦也對這些偏差作出了反應。
帕索斯-費雷拉和同事在會議期間進行的一項調查初步結果表明，許多與會者認為胎兒意識的證據很有說服力：47% 的受訪者認為意識最早在「晚期宮內」期（大約從懷孕24週到出生）開始發展。「早期產後：6個月以前」佔13%，而「早期宮內：24週前」則有10%。
劍橋大學的新生兒學家托普恩·奧斯汀投票選了「晚期宮內」期。但他認為，出生體驗——從一種溫暖安胎激素環境轉移到冰冷光明的世界外——可能是朝向意識經驗的重要一步。
奧斯汀說，最近的研究對早產嬰兒有影響。他指出，早至22週出生的嬰兒有時能夠存活，生活在新生兒重症監護室（NICU）中數月。在此期間，他們正在發展的大腦根據與子宮環境截然不同的環境反饋進行連接。「給他們異常的感官輸入可能會影響其後續發育」，因此限制NICU中的過度光照和噪音非常重要。
了解意識何時發展也可能影響這些小患者對疼痛的管理。奧斯汀說，疼痛通常被定義為不愉快的經歷——這意味著它很可能需要「一定程度的意識」。直到80年代末，麻醉還沒有常規地給予嬰兒。但他說，現代提供止痛的做法本身可能有其後果。「我們不知道向這些正在發育中的新生兒腦部阿片受體施用大量嗎啡會在長期產生什麼影響」。如果研究能夠確定某個年齡的嬰兒具有多大程度的意識，醫生可以更好地調整治療疼痛的方法，提供所需的最低限度治療。
不可避免的是，胎兒意識的可能性導致會議上討論了墮胎問題。康涅狄格兒童醫療中心的小兒神經學家威廉·格拉夫指出，美國絕大多數堕胎發生在8週之前——遠早於大多數科學家認為疼痛或意識可能出現的時期。一些研究人員爭論說，意識只是影響胎兒道德地位的一種潛在考慮因素之一。然而，關於胎兒疼痛的主張已經出現在最近的法律辯論中，包括2022年美國最高法院推翻聯邦堕胎權的案件中。在該決定後，兩位研究人員發表了一篇論文，描述他們先前的疼痛研究成果如何被誤解為支持胎兒最早在受孕12週後就感到疼痛——早於大腦皮層形成時期。
奧斯汀說，任何堅定地聲明胎兒在X週時會感受到強烈疼痛都是「對科學的一種貶低」，因為「這是在一個根本不存在的地方設定了絕對值」。他認為，這正是為什麼像最近胎兒成像研究這樣的工具有如此重要的原因。「我认为你需要從上往下來逐步分析，」他說，解析累積的線索可能意味著什麼樣的意識層次。「然後由社會來決定什么是可接受的。」