來源：環球科學
製圖：布賴恩·斯託弗（Brian Stauffer）
在瀕臨死亡時，一些人會產生神秘的大腦瀕死體驗，如疼痛感消失、看到隧道盡頭的亮光、感覺自己脫離肉體，飄浮在空中等。雖然難以直接研究這類特殊的體驗，但科學家能通過產生相似體驗的實驗，揭示在極端條件下，大腦是如何工作的。
瀕死體驗
當身體在遭受鈍器外傷、心臟病、窒息和休克等危及生命的傷害時，會觸發瀕死體驗（Near-death experiences， NDEs）。在醫院中，1/10的心臟驟停患者有過類似的體驗。成千上萬的倖存者在經歷過這一轉瞬即逝的痛苦時刻後，都描述道：他們脫離了受損的身體，進入了超越日常存在的環境，不再受到通常時空界限的束縛。這些神秘而又極具衝擊力的經歷，會導致他們的生活發生永久性改變。
瀕死體驗並非幻想。不同人的瀕死體驗有很多相同點：疼痛消失，看到隧道盡頭的亮光或是其他視覺圖像，脫離了自身的軀體、漂浮在它的上方或者飛向空中（類似於靈魂出竅）。
他們的經歷還包括遇到活著或者已死去的親人、伴侶或朋友，以及天使之類的精神形體；產生類似於普魯斯特式的記憶回溯，甚至是回顧一生中好或壞的記憶（「我的一生在我眼前閃過」）；又或者對時空的感知出現扭曲。其中一部分感知現象，能通過生理學解釋。例如逐漸變窄的隧道景象，是由於視網膜外周的血流量減少，導致視野周邊的區域最先喪失視覺。
瀕死體驗可能是正面的，這種震撼的體驗會將精神上的平靜與身體遭受的巨大創傷分離，使人產生與宇宙合二為一的感覺。但是，並非所有的瀕死體驗都是喜悅的，有一些經歷是十分可怕的，伴隨著強烈的恐懼、痛苦、孤獨和絕望。
任何與死亡的密切接觸都會使我們想起生命的不確定性與脆弱，並且可以突破我們的一些心理防線——這些防線原本會讓我們平時遠離生命會消失的痛苦想法。在大多數情況下，這些事件的影響會隨著時間的推移而逐漸減弱，並且最終回歸正常（儘管它們可能會留下創傷後應激障礙）。但瀕死體驗在其後的數十年內，都有可能以不同尋常的強度和清晰度被人回憶起來。
在2017年的一項研究中，美國維吉尼亞大學的兩名研究人員提出了一個問題，即是否可以將在瀕死體驗期間，認知功能增強與大腦功能受損同時發生的矛盾現象，解釋為想像力的飛躍。研究人員對122位經歷過瀕死體驗的人做了問卷調查，要求他們比較記憶中的瀕死體驗與大約同一時間發生的真實事件和想像事件。結果表明，與真實或想像的情況相比，瀕死體驗的記憶更加生動且細節更豐富。簡而言之，在他們的記憶中，瀕死體驗「比現實更真實」。
我相信這些強烈的感覺經歷是真實的。它們就像任何其他的主觀感覺或感知一樣真實。但作為一名科學家，我的基本假設是，我們所有的思想、記憶、感知和經驗都是大腦的自然因果產生的必然結果，而非源自任何超自然力。
我們的挑戰在於，如何在自然科學的範疇內解釋瀕死體驗。由於長期從事心身問題（mind-body problem）研究，我非常關心瀕死體驗，不僅因為它們構成了一類罕見的人類意識，還由於一個引人關注的事實：客觀上持續時間不到一個小時的事件，會給經歷過的人留下永久性的影響。
人們在攝入一類會影響神經遞質（5-羥色胺）受體的致幻劑時，通常會有類似的神奇體驗。這類藥品包括賽洛西賓（裸蓋菇素，一些毒蘑菇中的活性成分）、麥角酸二乙醯胺（LSD，一種強烈的半人工致幻劑）、二甲基色胺（DMT，又名精神分子）以及5-甲氧基二甲基色胺（5-MeO-DMT，又名上帝分子）等，它們會被用在某些宗教、靈修或娛樂活動中。
神秘的經歷
歷史上，有些人在自述經歷中生動地描繪了瀕死體驗，它們的研究價值不亞於那些枯燥的臨床病例報告。例如，在1791年，英國海軍上將弗朗西斯·蒲福（Francis Beaufort）爵士（蒲福氏風級正是以他的名字命名的）曾經差點被淹死，他對這一事件的描述如下：
一種極端寧靜的平靜感戰勝了最狂亂的感受……我不再感受到任何肢體的疼痛。相反，我感受到一種愉悅……儘管我的感官已經麻木，但心智卻並非如此，它的活躍程度難以用任何語言描述。思緒一條接著一條，快速湧出，對於不曾身處其中的人來說，這種情形不僅難以描述，更難以置信。我至今依然能清晰地回憶起當時的思維歷程：從剛剛發生的事情開始……逐漸往前追溯，我過去的每一次經歷均以倒敘的形式在眼前一閃而過……似乎我的整個一生以全景的形式展現在我面前。
還有一個更接近當代的記錄，是英國作家蘇珊·布萊克莫爾（Susan Blackmore）收到的來自一名賽普勒斯女性的報告，後者在1991年進行了緊急胃切除術，曾一度進入瀕死狀態：
在手術後的第四天，我休克並昏迷了好幾個小時……儘管當時被認為是無意識狀態，但多年以後，我仍記得當時外科醫生和麻醉師之間完整詳細的交談。我飄在身體的上方，沒有任何痛苦，並低頭充滿憐憫地看著自己痛苦的臉頰。我平靜地漂浮著， 隨後……我要去往別處，飄向了一個黑暗但並不可怕的窗口……然後，我感到了徹底的寧靜。突然，一切發生了變化，我被猛地撞回我的身體，並再次清晰地感到了痛苦。
我們很難精確地了解瀕死體驗底層的神經系統活動，因為大腦可能會因為多種的紛繁複雜的方式受到損傷。此外，當患者躺在核磁掃描儀內或頭皮被電極覆蓋時，也不會恰好產生瀕死體驗。
不過，通過研究心臟驟停，即心臟停止跳動，我們或可以對瀕死體驗時發生的情況有一些了解。此時，患者沒有死亡，可以通過心肺復甦來恢復心臟跳動。現在，死亡的鑑定標準還包括大腦功能出現了不可逆轉的喪失。當大腦缺乏血流（缺血）和氧氣（缺氧）時，病人不到一分鐘就會暈倒，而他的腦電圖（EEG）會變成等電位——換句話說，腦電圖是平的。
這意味著在大腦皮層（大腦的最外層）中，大規模、遍布各處的腦電活動已經停止。就像一個逐漸斷電的小鎮，一個街區接一個街區斷電，大腦的局部區域一個接一個地停止工作，然而思維仍然會在尚未停止活動的神經元支持下，繼續運作：根據個人的經歷、記憶和文化背景，繼續在大腦中講故事。
在這種「斷電」情況下，大腦的經歷也構成了瀕死體驗中奇怪而特殊的故事的主要內容。但對經歷過的人來說，瀕死體驗和大腦在正常清醒時產生的任何感知一樣真實。當整個大腦因為完全「斷電」而停止工作時，思維和意識就會消失。而如果當供血和供氧恢復正常時，大腦就會重新啟動，並重新恢復日常的功能。
科學家用錄像記錄，並分析和仔細研究了一些受到高強度訓練的人喪失和隨後恢復意識的過程，包括冷戰期間在離心機中訓練的美國試飛員和美國航空航天局（NASA）的太空人。在大約5倍的重力作用下，心血管系統就會停止向大腦輸送血液，隨後飛行員會暈倒。當這種超重環境停止大約10~20秒後，他們的意識才會恢復，並伴隨著相當一段時間的意識和方位感混亂（這些測試中的太空人都非常健康，並為自己的自控力而感到自豪）。
他們所描述的現象所屬的範疇，可以被認為是瀕死體驗的「簡化版」。他們的經歷包括，出現隧道視覺和亮光；感覺從部分或完全麻痺的睡眠中醒來；感覺在平靜地漂浮或靈魂出竅；感到愉悅甚至狂喜；出現短暫但強烈的夢境，往往包括與家人的對話，多年後仍歷歷在目。這些強烈的感覺體驗由特定的身體傷害觸發，通常不帶任何宗教元素（這可能是由於參與者提前知道自己身體會持續承受高壓，直至暈厥）。
瀕死體驗特殊的本質，也決定了科學家無法在嚴格對照的實驗條件下研究這一經歷，但這種情況也許會改變。例如，我們或許可以通過小鼠實驗研究這一現象中的某些方面。也許它們在臨死時，也會體驗到回溯一生記憶或是欣悅感。
異常的神經活動
許多神經學家注意到瀕死體驗與一類被稱為複雜部分性發作癲癇（complex partial seizures）產生的影響，具有相似性。這類癲癇會導致部分的意識喪失，通常會局限在某一腦半球的特定區域。它們的發作是有預兆的，這些預兆與病人自身的特殊經歷有關。癲癇發作可能伴有對物體大小感知的改變，出現不同尋常的味覺、嗅覺或本體感覺，以及產生記憶幻覺（déjà vu）、人格解體或狂喜的感覺。
在臨床上，以狂喜為主要特徵的癲癇也被稱為陀思妥耶夫斯基癲癇（Dostoyevsky『s seizures），名字源自19世紀末俄羅斯作家費奧多爾·陀思妥耶夫斯基（Fyodor Dostoyevsky），他患有嚴重的顳葉癲癇。在他的小說《白痴》（The Idiot）中，陀思妥耶夫斯基這樣描繪主人公梅什金公爵（Prince Myshkin）的癲癇發作：
在癲癇發作或即將發作時，他總有一到兩個時刻，感覺整顆心、思想和身體似乎都在活力和光明中甦醒。那一刻，他滿腹喜悅和希望，所有的焦慮似乎都被永遠地一掃而空；然而，這些時刻正是癲癇發作前的最後一秒，預兆著癲癇發作馬上就要到來，且一秒都不會遲到。那一刻當然是難以言表的。當癲癇發作停止，公爵回想起他的症狀時，常會對自己說：「儘管它是一種疾病，產生於大腦不正常的神經痙攣，但那又有什麼關係呢？當我回想和品味這些時刻，它似乎是一種最高程度的和諧與美好：在那一瞬間最深刻的感覺中，洋溢著無限的歡樂與狂喜，蘊含著欣喜若狂的虔誠甚至是最圓滿的生活。我願為這一時刻獻出我的一生。
150多年後，神經外科醫生能夠通過植入電極，刺激癲癇病人大腦中的一部分皮層區域——腦島（insula），誘發他們產生這種狂喜的感覺。這一過程有助於定位癲癇的病灶，為可能實施的切除手術做準備。患者報告說，他們感受到極樂、幸福感增強、自我意識或對外界的感知增強，而刺激他們大腦其他地方的灰質，還會引發靈魂出竅或視幻覺。
無論是由自發性疾病引起，還是由外科醫生的電極觸發，異常的神經活動模式與主觀體驗之間這種直截了當的聯繫，支持它起源於生物學機制而非靈魂之類的超自然因素。瀕死體驗的起源可能也是如此。
為什麼在失血和缺氧時，大腦要把掙扎著維持運作的體驗當成積極、幸福而不是恐慌，這仍然是個謎。然而有趣的是，人類也會在其他一些場合中獲得到極限體驗。例如，在深度潛水、高海拔攀巖、飛行、窒息或昏厥遊戲等情景中，氧氣的減少會帶來讓人歡暢的愉悅感、頭暈目眩和高度興奮。
要真正了解瀕死體驗的生理學機制，我們還需要更多的研究。除此之外，在喜悅和平靜的瀕死體驗的另一面，還存在一些令人恐懼、畏懼的瀕死體驗，對這一方面的研究，也將讓我們對瀕死體驗產生更完整的認知。或許，以不同形式死亡的人在臨終前都會有瀕死體驗。在進入哈姆雷特所說的「從不曾有一個旅人返還的未知國度」之前，被垂死的軀體所束縛著的心靈，會造訪它獨有的天堂或是地獄。
撰文 | 克里斯多福·科赫（Christof Koch）
翻譯 | 劉彥和
審校 | 徐寧龍