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2019年，Kate Folladori花了一个月的时间坐在医院的病房里，希望自己会癫痫发作。自从她在近20年前被诊断患有癫痫以来，药物治疗都未能缓解症状。现在，贝勒圣卢克医学中心团队将金属丝电极置入她的大脑，记录她的神经活动。他们想知道Folladori的癫痫发作起源于何处。 几周过去了，Folladori变得焦躁不安。神经科学家的到来打破了单调，他们在Folladori做简单任务时记录了她的大脑活动。当电脑屏幕上出现提示时，她可能会按下按钮，或者观看短片以唤起不同的情绪。 这项研究的目的不是为了帮助Folladori，甚至不是为了治疗癫痫；他们提出了关于大脑视觉和情感的更基本的问题。但对Folladori来说却不同寻常。 Folladori为研究团队提供了一些罕见且有价值的东西。如果没有侵入性手术，科学家们不可能从这些试验中收集到关于大脑活动的详细信息，而仅仅为了研究进行这种手术是不道德的。 人类颅内神经科学正在蓬勃发展，其中部分归功于对帕金森病、癫痫等疾病的侵入性脑刺激疗法的兴起。加州大学旧金山分校的神经学家和伦理学家Winston Chiong表示：“有能力做这项研究工作的团队明显增多。”
但是，侵入性的大脑研究也引发了复杂的伦理问题。基础科学研究通常对参与者没有临床益处。患者通常在准备接受严重手术时被招募到研究中。 Chiong和其他研究人员提出了一些问题，例如：如何确认患者的参与确实是自愿的，如何向参与者明确研究与临床治疗是分开的，以及如何确保研究人员计划收集有用数据时不会影响到治疗。 为了探索大脑基本功能而进行手术并不是什么新鲜事。从20世纪30年代开始，加拿大神经外科医生Wilder Penfield通过切除患者大脑的一小块区域来治疗癫痫。在手术过程中，他还用一个电子探针刺激脑组织，并询问清醒的患者，他们经历了什么。 在过去20年里，研究人员受益于其他颅骨穿透疗法的兴起。其中包括Folladori的癫痫监测电极和植入装置，这些装置可以提供电刺激来阻止癫痫发作，治疗严重的强迫症，以及控制帕金森病等运动障碍的症状。植入性刺激装置也用于研究其他疾病，包括创伤后应激障碍和抑郁症。 研究人员还可以利用长期放置在大脑中的治疗设备，其中一些既能提供电刺激，又能读出神经活动。加州大学洛杉矶分校的神经科学家Nanthia Suthana说，这种植入装置仍然是未被充分利用的神经数据来源，他利用这些记录来研究学习、记忆和空间导航。 颅内研究面临着一系列特殊限制。首先，研究人员通常无法从他们想要的任何大脑区域进行记录。加州大学的神经外科医生Fried说：“我们根据电极的位置来调整我们的问题。” 由于耳朵上方的一个叫做颞叶的大脑区域是癫痫发作最常见的部位，Fried和其他研究人员围绕其功能设计了大量研究，其中包括记忆和语言处理。例如，Fried团队在癫痫患者中的记录揭示了“记忆时刻”的基础——当编码记忆的神经元激活时，大约是在一个人报告记忆浮现的前一秒。 另一个挑战是，在实验动物中使用的许多研究手段，包括脑细胞的基因操纵，在人类中都是禁止使用的。美国国家神经疾病和脑卒中研究所项目主任Jim Gnadt说，“它们很难与动物研究竞争，因为它们没有侵入性，也没有那么新颖。”因此，2017年，NIH神经科学技术倡议，通过推进创新神经技术进行大脑研究，创建了一个新项目，专门资助人类颅内记录研究。 由该项目支持的一个研究者联盟已经成为伦理讨论的重要论坛，在最近发表于《神经元》杂志的文章中，他们提出了一个伦理框架。 论文提出了一个准则：科学研究不应影响临床决策。这一准则听起来可能很简单。该联盟成员、德克萨斯大学西南医学中心神经外科医生Nader Pouratian表示，但是对于一些手术，包括植入癫痫监测电极，多种方法都是可以接受的。外科医生可在临床决策中自行判断，这反过来又会影响到可以收集的研究数据。 例如，Sheth指出，在脑深部刺激（DBS）手术中，关于患者是否应该在全身麻醉下或清醒状态下进行手术的争论仍在继续。他说，为了患者的舒适和方便，许多医生选择在麻醉状态下手术，而其他临床医生则认为，在医生决定放置植入物的部位时，让患者做出反应可以获得更好的结果。 如何招募参与者参与这些研究本身就令人担忧。生物伦理学家长期以来一直不鼓励“双重角色同意”（dual-role consent），即由医生（同时也是研究人员）邀请患者参与。患者可能会感到有义务或应该听从其主治医生的要求，这种想法可能会被误认为该研究具有治疗益处。 但是Pouratian说，NIH联盟中的一些研究人员声称他们是与患者协商并获得同意的最佳人选，因为他们了解研究和脑手术本身的复杂性。迄今为止的反馈表明，对医生或研究人员的信任在患者考虑是否参与方面起到重要作用。 Folladori可以证明这一点。“我真的很喜欢Sheth博士，这也是我想参与研究的部分原因。”Folladori说，“如果有人问我，我想我不会拒绝的，但我想知道我对此事的感受是否会有所不同。” Pouratian、Sheth和其他研究人员现在使用混合知情同意程序：一名外科医生介绍研究并可以回答问题，但另一名与患者治疗无关的研究团队成员则负责知情同意书和签署程序。 衡量和沟通风险也具有挑战性。大多数研究人员都同意，要求患者玩几个电脑游戏或在癫痫监测时回答问题几乎没有风险。更难量化的是手术中进行试验的风险，这会延长患者在手术室的时间，通常延长20~30分钟。 有时，研究人员在手术期间会在大脑表面临时放置一条额外的电极，以收集更多数据。在2021年4月发表于《神经外科》杂志的一项研究中，Pouratian和他的同事分析了367例植入DBS装置的手术。他们发现，在研究中临时放置额外的电极并不会增加脑出血等并发症的发生率。然而，Pouratian仍然告诉患者，这么做有风险。 另一个不确定性是，患者对告知他们的风险和其他研究细节的理解和记忆程度如何。宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的神经伦理学家Anna Wexler和她的团队调查了22名同意在手术期间参与研究的帕金森病患者。令人鼓舞的是，没有参与者错误地认为该研究对他们有直接好处。 但是，在知情同意程序完成约1周后，只有约23%的患者能够回忆起向他们传达的两种研究风险——感染风险增加以及与共享数据相关的潜在保密损失。 Feinsinger和Pouratian正在研究另外一个问题：患者认为参与这些研究的价值是什么？ Feinsinger介绍了14名患者在植入DBS电极治疗运动障碍期间参与非治疗性研究后2个月至2年的随访反馈。这些反馈传达出一种强烈的信念，即基础科学将会在他们的未来治疗中或其他脑部疾病的治疗中获得回报。 Folladori在癫痫监测室呆了一个月，她参加了几项研究，但她从未患上医生期待的癫痫。幸运的是，他们利用一些植入电极的异常活动迹象和其他线索，找到了一个刺激装置的目标，该装置使她两年来没有癫痫发作。  |
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