作者:张章 来源:中国科学报 发布时间:2015/3/16 8:37:12
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疼痛有多痛 脑扫描技术将神经科学带上法庭

 

有许多科学信息的准确程度可能无法达到在科学会议上展示的水平,但它们在法律环境中是有价值的。

图片来源:Andy Potts

接电话时,Annie(化名)正躺着,她试图从一次伤病中恢复过来。剧烈的疼痛袭击了她的后背和肩部。“非常可怕。你从未感到舒服。”

2011年,Annie在饭店滑倒,摔伤了头部和后背。疼痛一直未能缓解,她不得不辞去工作。

Annie起诉了那家饭店,但饭店拒绝赔偿数十万美元的医疗费和误工费。为了证明自己确实疼痛而并非装病,Annie的律师建议她参加千年磁力技术(MMT)的服务项目。MMT是一家位于美国康涅狄格州的神经影像公司,它表示能使用功能性磁共振成像(fMRI)探测到疼痛信号。

但这种扫描并不便宜,价格约为4500美元,但MMT首席执行官Steven Levy表示,这种投资是必要的:自2013年开设该服务项目以来,已经有约10位顾客,并且所有的都进行了庭外和解。如果该项目获准进入Annie案的审理,它将有可能在阿拉巴马州建立一个判例。

大部分人身致伤案例都选择庭外和解,因此无法用文件证明针对疼痛的脑部扫描用于民法的频率如何。但这种实践却似乎越来越普遍,至少在美国是如此,这里的人身伤害事件时有发生。因此,已经出现数家公司和至少一所大学提供这样的扫描服务。

该方法基于迅速发展的科学研究,科学家使用fMRI分析大脑的自然特性。他们希望此类扫描能提供针对疼痛的客观测量,并且看到了其在试验止疼药等领域的潜力。但神经学家表示,该技术的精确性仍远未达到法庭的要求。批评者指出,这些公司并未验证它们的测量,或者提供的结果不存在欺诈或偏见。尽管一些人认为该技术应在司法环境中占有一席之地,但也有人担忧这会引发扫描技术的滥用。

“人们对研发出更多针对疼痛的技术有现实的需求。”加拿大多伦多大学神经学家Karen Davis说。但她提到,这些测量必须极其精确。“错误结论的后果可能是灾难性的。”

神经起源

医生通常用于评估疼痛的方法似乎十分粗糙。人们通常被要求按照从1到10的量级估计他们的疼痛,或者选择从高兴到痛苦的卡通图像。这些测量能帮助记录疼痛变化,例如手术患者的恢复情况。但每个人对疼痛的体验和评估不同,因此一个人的5级疼痛可能比另一个人的7级更严重,而且9级疼痛可能并没有严重到无法工作。

一个客观的答案可能依赖于大脑,疼痛经验最终构建在这里。尽管每个人的体验各不相同,但疼痛可能存在共同元素。美国科罗拉多大学神经学家Tor Wager正试图利用fMRI设备解密大脑中的疼痛信号。研究人员让受试者接触电热板,当电热板温度变化时,他们记录了大脑不同部分的活动模式,其中包括与手部有关的感知区域。Wager表示,从这些模式中,他们能很好地判断电热板是仅仅温热还是很烫,精确度超过90%。

但这里测量的急性疼痛是一种明显刺激的立刻反应。而Annie经历的这种慢性疼痛,影响着全世界数千万人。尽管其病因可能是明显的,但也并非时常如此。西北大学的Vania Apkarian扫描了数十位背部受伤不久的患者,然后在1年后又进行了这一过程。大约一半参与者的疼痛转为慢性,即便他们认为疼痛从始至终没有变化,Apkarian仍然在他们大脑中发现了疼痛信号变化。胰岛中的活动信号变为内侧前额叶皮质和杏仁核内的活动信号,前者与急性疼痛有关,后者分别负责处理认知行为和控制情绪。“我们的结果显示,疼痛变得更加内在化。”Apkarian说。

这些研究显示,慢性疼痛中包含情绪成分,但急性疼痛却未必涉及。慢性疼痛和抑郁时常共存且彼此加强。而且,一些抗抑郁药物也能缓解慢性疼痛。但Wager警告称,关注这些联系并不牢靠。疼痛全部集中于脑部也不代表它是想象或捏造出来的。“人们经常涉足黑白线中。”他说。

这个线在法律环境下是一个特殊挑战。“一个人不太可能出现基于疼痛的残疾,除非他们能指出致病原因。”哈佛大学法学院法律专家Amanda Pustilnik说。

孤立事例

美国每年有数万例伤害诉讼,大部分涉及无法分辨的疼痛索赔。Davis表示,这一数值可能异乎寻常得高。迄今为止,唯一涉及脑成像技术的审判是卡车司机Carl Koch案。2005年,Koch的手腕被一团熔化的沥青烫伤。1年后,他表示自己仍感到疼痛,并起诉了其前雇主。

哥伦比亚大学fMRI研究中心神经学家Joy Hirsch为Koch进行了大脑扫描。Hirsch开发出一种能“挖掘”慢性疼痛的方法。轻微触碰受伤手腕就能引起感觉区域和其他与疼痛有关的大脑区域的信号活动;触碰另一个手腕就没有影响。她说,该试验是一个区分触摸疼和臆想疼痛的很好方式。

在试验中,Koch的前雇主要求斯坦福大学神经学家Sean Mackey担任专家鉴定人。Mackey认为这种疼痛过于主观,而且Hirsch发现的信号可能被产生出来,如果Koch希望受伤手腕感到疼痛或注意力过度集中。

但Koch的律师Roger Strassburg透露,最后,法官承认了扫描结果,并裁定该公司赔偿Koch 80万美元。

Mackey则表示,另一个项目证明存在作弊的可能。在2005年的一个研究中,他让参与者躺在一台fMRI设备中,并接触带电热板。同时,他为他们放映火焰的视频,火焰基于他们的大脑活动出现强弱变化。通过这种视觉反馈,志愿者能通过想象疼痛的程度(比实际更强或更弱)控制火焰强弱。Mackey正在探索该技术能否作为控制慢性疼痛的方法,他也在研究人们能否欺骗扫描仪。

Koch案例后,此类技术的使用越来越多。现就职于耶鲁大学的Hirsch表示,当她还在哥伦比亚大学时,每个月就做2~3例与疼痛有关的扫描,其中许多用于诉讼。她希望能在耶鲁大学提供该服务。

不过,针对各种技术用于民事诉讼的主要争议是缺乏出版物证实它们。Hirsch也未发表有关其技术的任何文章,但她表示自己并不认为这有必要。她指出,身体各个部分在大脑中的映射区域已经被很好地描绘出来,她提供的扫描仅仅是回答一个人是否身陷痛苦中。

接近市场

使用不同的技术,慢性病诊断学(CPD)正计划为诉讼当事人提供商业化扫描。CPD将接受了电击的人的大脑扫描图像与30个正常或患有慢性疼的个人的资料扫描图像进行了比较。慢性疼患者与健康人对刺激的响应方式不同,该公司开发出一种算法,能以92%的有效性区分两者。CPD主席和联合创立者Shaun England表示,他希望一次扫描的成本在5000~6000美元。

Mackey表示,如果该技术能大规模重复,它将是有商业效益和潜在有用性的。但Apkarian提到,由于样本过小,无法判断这些区别有意义。正如在MMT技术中,头部移动等背景信号也能混淆结果。

CPD研究室主任Daniel Callan表示,该公司有办法控制可能影响资料库的外部因素,例如不同年龄和性别的参与者。但他也同意还需要进一步研究确定该算法对个人的有效性如何。England表示,该公司希望能很快开始另一项研究。

专门研究慢性疼和神经影像的律师Michael Flomenhaft表示,科学家对疼痛扫描有效性的担忧可能未对法律专业人员和法院产生较大影响。“有许多科学信息的准确程度可能无法达到在科学会议上展示的水平,但它在法律环境中是有价值的。”(张章)

《中国科学报》 (2015-03-16 第3版 国际)
 
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2015/3/16 12:59:40 southeeg
“胰岛”应该是“脑岛”吧。insula
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