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《唤醒大脑:神经可塑性如何帮助大脑自我疗愈》讲座和偶遇

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2011年12月的一个星期四,我在晚上7点15分看完病人,盘算着走上几步到安大略省医学会办公室去。我有一个非常具体的设想。我已经知道,如果大脑里存在受损组织,精神体验(精神锻炼、运动或感知世界)很有可能刺激到剩余的健康组织,让它重组,建立新的链接,有时甚至生长出新的神经元,接管受损组织丧失的认知功能。但限制因素是,要想接管受损组织,必须先有足够的健康组织。我想探索的是,光疗是否有助于大脑里仍然“生病”的组织痊愈。它有助于治疗神经元的整体细胞功能吗?如果有这个可能,那么光就可以为治疗大脑问题提供一种新方法。等大脑细胞正常化之后,神经元可以接受训练,重新为自己接管丧失的精神功能。

我和一位同事正拿了自助餐,坐下来开始跟其他医生闲聊,我看到房间对面站着一个深色头发的苗条女性,有着地中海特色的容貌特征和肤色,戴眼镜,有一张睿智的面孔;她小心做着动作,看起来弱不禁风的样子。她有意走近我,慢慢地说起话来。她对我说,我看起来挺面熟,但想不起来是在哪儿见过了,这叫她很困扰。但不等我们慢慢梳理,她就说,“我叫加布里埃尔·波拉德(Gabrielle Pollard)。”我也介绍了自己。她没认出我的名字,我也没有认出她的名字。

从她谨慎的步伐(戒备、不稳定)和她稍慢的语速,我开始怀疑她是不是大脑有过损伤。说不定,她就是出于这个非常私人的原因来讲座的。不多久,讲座开始了。

首先发言的是弗雷德·卡恩(Fred Kahn),普通及血管外科医生。卡恩身材瘦削匀称,一蓬白发掠过额头。看起来他才70来岁,实际上已经82岁了,仍然每星期工作60多个小时。他看起来似乎是晒够了阳光(尤其是跟在场的听众们相比),后者大多年纪轻,脸色苍白,因为担心患上皮肤癌而不爱晒太阳,他们知道阳光有危险,但似乎忘记了一点:人类可不是在没有光线的条件下进化出来的。卡恩提出观点:每星期晒4个小时太阳,周末更多,对健康有益。他一星期游泳4次,还在清新的空气里远距离步行。他穿着休闲装,但一副穿手术服比正装更舒服、受不了打领带的样子。他的语调温和、干脆,也有点干瘪,就事论事,还略微温吞,正像是个安大略农村长大的人。他就用这样的口吻,讲完了自己的故事,顺带放入了几句不动声色的讽刺和旁白。

后来我才知道,卡恩1929年出生于德国的一个犹太人家庭。他活过了1938年9月10~11日的“水晶之夜”,当时,纳粹几乎烧掉了整个德国的犹太教堂,还把3万名犹太人送进了集中营。第二次世界大战爆发前3个星期,他的家人抛弃了所有的财产,先后搭乘汽车、火车,大胆趁夜出逃,靠贿赂德国官员越境进入了荷兰。最后,卡恩一家人搬到了安大略省的阿克斯布里奇,操持起了农场生计。弗雷德在农场长大,冬天里的每一天,他都要在雪地里来回跋涉9.6公里到一座小小的学校上课。从小,他就脱掉衬衣,顶着夏天毒辣的日头干农活。他10岁时就不怎么合法地开起了福特森拖拉机,也培养起了农民的美德:关注大自然,听从它的召唤,尊重它的权威、严厉和力量。

他靠着一笔奖学金,进入了多伦多大学医学院。毕业时,因为不愿做只能开药的内科医生,就做了普通外科医生,最后到安大略省北部的一家大矿场做了主任医生。凭着过人的精力,他代替了矿场医院的其他4个医生,连轴转地上两台手术。他到了马萨诸塞州总医院,研究血管外科,之后又到得克萨斯州贝勒大学,师从当时世界上最优秀的外科医生登顿·库利(Denton Cooley,是第一代能进行心脏移植手术的医生)。在加利福尼亚州,他从事血管和普通外科,摘除腹主动脉瘤,做搭桥手术,清理堵塞的颈动脉。他当上了美国军队的咨询医生。以负责人身份,创建了一家有250个床位的医院,当上了军医总长,负责整个外科手术部门。在那些年里,他完成了2万台重大外科手术。

“我研究激光已经有20多年了,”他以此为开场词,开始了讲演,“因为我是个狂热的滑雪迷,也因此肩膀受了伤,成了慢性问题。”他在包括阿尔卑斯在内的许多高山滑过雪,肩袖受过重伤。有两年,他肩膀痛得几乎无法进行任何体力活动,滑雪就更别想了。注射类固醇并没有帮助。“我的医生说,‘你的肩膀需要做手术。’我想,‘我自己就是外科医生。我知道他们会对我的肩膀怎么做,他们会把它切开,而且我还知道效果可能不太好。所以,算了吧,谢谢。’”所以他一直忍着痛,直到有一天,他认识的一位按摩师对他说,“你要不要试试我的俄罗斯激光?”

按摩师有一台老式的俄国机器。那是1986年,冷战还在持续,但有那么几台简单的神奇玩意儿一路来到了西方。于是,卡恩让按摩师给自己用一用这设备,经过5个疗程,疼痛而且僵硬了两年的肩膀好了。治疗机发射的激光是低强度的,而非那种能够把皮肉烧起来的“灼热”高强度。

卡恩腾起了好奇心。他翻阅了科学文献,发现这些能发挥治疗效果的低强度激光,靠的是帮助身体调动本身的能量和细胞资源,促进痊愈,没有副作用。激光治疗仪似乎能够治疗大量顽症,降低药物或手术的需求。因为太感好奇,哪怕他当时已经快到达到外科医生一行的巅峰,他也断然放弃,转而研究起了光。

低强度激光疗法(主流执业医生基本上不知道)以3000多份已发表的科学文献,外加200多次得到积极结果的临床试验为基础。大多数早期研究来自俄罗斯或东欧,这些国家离中国、印度更近。东方普遍而言对药物中蕴含的能量更感兴趣,相对而言,这些初期研究基本上不在西方的视野范围。

2011年的那天晚上,卡恩讲演的大部分内容,都是关于光的科学原理,以及激光怎样在细胞水平上发挥作用,促进愈合。他解释了两种激光之间的区别。灼烧的激光是高强度激光(也叫热激光或强激光)。它们可以摧毁肉体,可用于外科手术切除病变组织。低强度激光(也被称为软激光、冷激光,或弱激光)才是卡恩用来促进愈合的激光。它们不太放射热量,可让细胞产生变化,帮助患病细胞重获能量,实现自我修复。

普通光能量只是巨大电磁频谱的一部分,电磁频谱包括了许多种波,每一种都有不同的波长(如无线电波、X射线、微波),其中大部分我们无法用肉眼看到。我们可以看到400~700纳米范围的波长。(1纳米是1米的10亿分之一。)可见光的完整频谱由赤(700纳米,能量最少)橙黄绿青蓝紫(400纳米,能量最高)光构成。自然光是所有这些波长的混合产物。最常用于激光治疗的频率是红色光,波长为660纳米,但也会用到在840或830纳米这一特定波长的红外光;后者肉眼不可见,因为落在了可见范围之外。(“看不见的光”这一概念似乎有违常理;但它同样是光,由光子和光能量构成。特种部队用来在黑暗中“看”的夜视镜,就收集了人类通常看不见的红外光,并加以放大。)

激光器有一个独到的特征:它能产生无与伦比的纯净的光,也就是波长精确到纳米级。故此,可以说,激光是一种单色光。比如说,一台激光器可以产生660纳米,或661、662纳米的光束。对低强度激光而言,精确是关键,因为有时候,某个特定的波长有助于身体组织愈合,而略微不同的波长就没有同类作用。

激光器的另一个特征是,可将光束引导到单一方向上,并把光的能量集中在狭窄的光束当中。大多数的光源,如白炽灯或阳光(自然光),其光线是分散的。

还有一个特征是激光光线的强度。一颗100瓦的灯泡,从30厘米开外看,照到你眼睛上的能量仅为1瓦特的1/1000。但1瓦的激光,是100瓦灯泡强度的1000倍以上。跟自然光相比,这些特点让激光的焦点更加精准[所以我们才说一个人“焦点精准如激光”(laserlike focus)]。激光指示器能产生一道铅笔粗细的光束,落在遥远目标上仍保持汇聚。天文学家能借助这样的激光器,对着天空指示星星。

演讲的理论部分结束后,卡恩又播放了治疗前后的幻灯片,几乎每个人都感到很惊讶。

幻灯片里有些人伤势极重,皮肤无法闭合,骨骼和肌肉都外翻出来。这些患者有好些人伤口无法愈合,一年多始终溃烂,所有已知的治疗方法都没用。有些人还听医生说必须截肢。然而,经过几次激光治疗,身体上的伤口开始愈合,又过了几个星期,伤口合上了。卡恩的幻灯片里还有患者患的是无法治愈的糖尿病溃疡、车祸导致的开放性伤口、可怕的疱疹感染、带状疱疹、严重烧伤、重度湿疹,而这些全都是使用标准的治疗方法无法痊愈,用激光却治好的例子。被称为“瘢痕疙瘩”的难看伤疤,年老所致的正常下垂皱纹,也都能有所改善,因为激光触发了胶原组织的发育。

还有些幻灯片展示的是来自严重动脉粥样硬化(供血不足)或冻伤患者坏疽发黑的四肢,靠着激光治疗而免于截肢,恢复了健康的粉红色。作为血管外科医生,卡恩经常受命把身体某一部分的血管移植到垂死的肢体上,尝试挽救坏疽或受感染的患肢或伤口。现在,他靠着光把它们都挽救了。患者出现这些问题,是因为身体无法为受损的组织供血。血管外科医生都知道,血液的良性循环,始终为身体自愈所必需。但改善血液循环,只是激光提供帮助的众多途径之一。

他还展示了一些意外由光治愈的病情幻灯片:腿筋撕裂,撕裂跟腱,甚至退行性骨关节炎(软骨磨损后所致)。软骨就像是关节之间的枕头,但随着骨关节炎的发展,软骨消失,骨头之间直接摩擦,患部发炎,痛不可耐。几十年来,医学院都教导说,一旦软骨丧失,就无法替换,所以治疗骨关节炎的常规方法是给患者开止痛药(有成瘾性)和抗炎药,长期而言有着极大的负面后果。[1]但针对骨关节炎患者,又不得不长期开药,因为它们只能缓解症状,却不能治愈疾病。

然而,卡恩播放了利用激光治疗使软骨再生的患者照片。他引用可靠的研究,说明激光触发了动物正常软骨的再生长,增加了软骨生成细胞的数量。在最近的若干随机对照研究中,低强度激光在治疗人类骨关节炎上也表现出了效果。

卡恩还展示了类风湿关节炎(包括严重的幼年型类风湿关节炎)患者使用激光获得好转的病例。一名17岁的少女,13岁时得了幼年型类风湿关节炎,在激光治疗下病情极大好转。经过28次治疗,她原本变形肿大、无法弯曲闭合的手指自己恢复成了可以使用的正常状态。令人惊讶的是,患有椎间盘突出的人,经激光治疗后,身体莫名其妙地恢复了椎间盘的原貌。激光对各种疼痛综合征和纤维肌痛都有帮助。有些患者的免疫系统受到极度压抑,脚上感染了疣,看起来就像是菜花桩,然而最后也愈合了。膝盖、臀部和肩部的种种运动伤害,以及重复性劳损,也都对激光有响应。患者得以避免膝关节和髋关节手术。卡恩还顺便说,在治疗创伤性脑损伤,某些精神疾病和神经损伤的过程中,激光也表现出了积极的结果。

讲座过程中,坐在我身后的加布里埃尔坐立不安,几次起身离开座位。她痛苦地抱着脑袋,似乎被开放性伤口的闪光幻灯片和声音弄得不堪重负。我很快就会知道,她不是医生,所以对这些画面有点吃不消。

第二位演讲者叫安妮塔·索尔特玛奇(Anita Saltmarche),专门研究光疗对创伤性脑外伤、中风和抑郁症的效果。索尔特玛奇是一名注册护士,有科研背景,效力于安大略省一家激光公司期间,对光疗产生了浓厚兴趣。一位按摩师参加了她的全日制培训课程后,打电话向她咨询一位激光治疗的病例,她由此对用光治疗大脑动起念头来。那位按摩师当时正经手一位女教授,智商达到了门萨俱乐部级别,7年前出过一场车祸。她停在红灯前,被后面一辆汽车以90公里每小时的速度追了尾。她的膝盖撞到了仪表盘上,日后发展为关节炎。她的脑袋前后猛烈歪斜,颈椎过度屈伸,大脑受伤。

女教授大脑损伤的症状是典型的伤残。她再也无法集中精神,也不能好好睡觉了。如果她对着电脑超过20分钟,就会精疲力竭,失去关注力。她无法完成任务,最后只好辞职。她说话的时候,想不起合适的词汇,从前她能说两门外语,现在也不能了。她的脾气愈发暴躁,为自己失去的一切深感痛苦。在第二次尝试用常规神经康复手段恢复大脑功能失败后,她试过自杀。

她找到按摩师用激光治疗自己的膝关节炎,很快见了效。接着,她问,既然激光对自己的膝盖这么有好处,能不能也在脑袋上试试看呢?

进行尝试之前,按摩师找索尔特玛奇咨询光照头部是否安全。“低强度激光治疗的历史已经差不多快40年了,一直很安全,没有明显副作用。”索尔特玛奇说。所以她认为应该是安全的。她了解女教授的认知缺陷涉及哪些大脑区域之后,建议主要用光照射她头部的8个位置。按摩师用的灯,确切而言不是激光,而是放射红光和红外光的LED灯,跟激光有相似的性质。

第一次光照治疗之后,女教授睡了18个小时,这是车祸发生后她头一回得到良好的睡眠。之后,她的病情明显改善。她得以在电脑上重新展开工作,还自己开办了公司。她的外语能力也恢复了。她的情绪提升了,尽管在尝试同时执行多重任务时,她还是很容易沮丧,但这是最后一个还存在困难的地方了。她还发现,要保持良好状态必须继续治疗,一旦停下来(有一次她患了严重的流感,还有一次摔了一跤,只好停诊),症状就又还原。“有趣的是,”索尔特玛奇说,“每当过完‘光节’之后重新接受治疗,她会比此前的水平进一步改善。”女教授的医生也承认她有进步,但不相信是光疗在发挥作用。

索尔特玛奇告诉我们,她现在正参加玛格丽特·纳瑟尔(Margaret Naeser)医生及来自哈佛大学、麻省理工学院和波士顿大学的同事们发起的一项研究,哈佛教授迈克尔·汉布林(Michael Hamblin)也在内,在理解光疗如何在细胞层面发挥作用上,他是全世界的领军人物。在马萨诸塞州总医院的韦尔曼光医学中心,汉布林专门研究用光激活免疫系统治疗癌症和心脏疾病;现在,他将之拓展到大脑损伤上。根据将激光治疗用于头顶的实验室研究(经颅激光治疗),波士顿小组着手考察它对创伤性脑外伤的作用,发现激光治疗有帮助。纳瑟尔是波士顿大学医学院的研究教授,曾研究过激光治疗中风和偏瘫,也是首倡用“激光针”刺激穴位的先驱之一。

千百年来,中国人始终认为,人体里存在能量通道(称为“经络”)接入内部器官,这些通道在身体表面有着接入点,叫作穴位,传统上是用针灸来刺激的。古代的中国人知道,穴位对压力或热源也有响应。近年来人们发现,电甚至激光都能通过穴位对经络施加所需影响。激光无害无痛地把光能注入这些通道。纳瑟尔很好奇地了解到,在中国,人们经常用针灸治疗中风。于是,1985年,她来到中国接受了完整的针灸培训,看到人们用激光(而非真正的针)治疗瘫痪的中风患者。回到美国后,她经研究发现,用激光刺激瘫痪中风患者的面部和其他部位的穴位,患者的病情会有极大改善(只要大脑运动通路在中风中受损不到50%,而这一情况可通过大脑扫描得知)。

波士顿小组治疗的一位患者,是军队的高级女军官,在军队因英式橄榄球和跳伞事故受过多次脑震荡,患上残疾。核磁共振成像脑部扫描结果显示,她大脑的一部分因为脑损伤而萎缩了。经过4个月的光治疗,她摆脱了残疾,行动自如,只要她继续接受光疗就可以保持。一旦不照射,病情就倒退。索尔特玛奇现正与波士顿小组合作,参加美国的一项大规模研究,研究中的脑损伤和中风患者经过光疗,丧失的认知功能得以恢复,睡眠变得更好,能控制自己的情绪了(患者脑损伤后,情绪往往变得更激烈、更难以预测)。

[1] 在美国, 每年有16500人次死于这些药物导致的消化道出血,超过艾滋病致死人数。见M.M.Wolfe et al.,“GastrointestinalToxicity of Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs,”New EnglandJournal of Medicine 340,no.24(1999):1889。