人腦控制的挑戰

本文與 威力暘電子 合作，泛科學企劃執行。

想像一下，當你每天啟動汽車時，啟動的不再只是一台車，而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機，後果會有多嚴重？方向盤可能瞬間失靈，安全氣囊無法啟動，整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情，而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天，我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟，汽車的「大腦」—電子控制單元（ECU），是如何從單一功能，暴增至上百個獨立系統？而全球頂尖的工程師們，又為何正傾盡全力，試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化？

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代，當時的汽車工程師們面臨一項重要任務：如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力？「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現，關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間：火星塞的點火時機，也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內，這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一！引擎效率就能提升整整一成！這不僅意味著車子開起來更順暢，還能直接省下一成的油耗。那麼，要如何跨過這道門檻？答案就是：「電腦」的加入！

工程師們引入了「微控制器」（Microcontroller），你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法，在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內，精準計算出最佳的點火角度，並立刻執行。

從此，引擎的性能表現大躍進，油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元（ECU）的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」（Engine Control Unit）。

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功，在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像：「這 ECU 這麼好用，其他地方是不是也能用？」於是，ECU 的應用範圍不再僅限於點火，燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車，甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而，問題來了：這麼多「小電腦」，它們之間該如何有效溝通？

為了解決這個問題，1986 年，德國的博世（Bosch）公司推出了一項劃時代的發明：控制器區域網路（CAN Bus）。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上，就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是，CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如，煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息，絕對能搶先通過，避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題，但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線，並連接各種感測器和致動器。結果就是，一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里，總重量更高達 50 到 60 公斤，等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面，大量的 ECU 與錯綜複雜的線路，也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束，簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障，無疑讓人一個頭兩個大。

汽車電子革命：從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代，汽車電子架構迎來一場大改革，「分區架構（Zonal Architecture）」搭配「中央高效能運算（HPC）」逐漸成為主流。簡單來說，這就像在車內建立「地方政府＋中央政府」的管理系統。

可以想像，整輛車被劃分為幾個大型區域，像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙，就像數個「大都會」。每個區域控制單元（ZCU）就像「市政府」，負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合，並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理，就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台（HPC）擔任，統籌負責更複雜的運算任務，例如先進駕駛輔助系統（ADAS）所需的環境感知、物體辨識，或是車載娛樂系統、導航功能，甚至是未來自動駕駛的決策，通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中， 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子，便精準地切入了這個趨勢，致力於開發整合 ECU 與區域控制器（Domain Controller）功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢，威力暘提供的解決方案，就像是將好幾個「分區管理員」的職責，甚至一部分「超級大腦」的功能，都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力，可同時支援 ADAS 與車載娛樂，還能兼容多種通訊協定，大幅簡化車內網路架構。如此一來，車廠在追求輕量化和高效率的同時，也能顧及穩定性與安全性。

萬無一失的「汽車大腦」：威力暘的四大策略

然而，「做出來」與「做好」之間，還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯？具體來說，威力暘電子憑藉以下四大策略，築起其產品的可靠性與安全性：

1. AUTOSAR ： 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層（RTE）和基礎軟體層（BSW）。就像在玩「樂高積木」，ECU 開發者能靈活組合模組，專注在核心功能開發，從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
   
2. V-Model 開發流程：這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般，左側從上而下逐步執行，右側則由下而上層層檢驗，確保每個階段的安全要求都確實落實。
   
3. 基於模型的設計 MBD（Model-Based Design）： 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具，把整個 ECU 要控制的系統(如煞車)，用數學模型搭建起來，然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前，就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷，，並驗證安全機制是否有效。
   
4. Automotive SPICE (ASPICE) ： ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」，它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性，而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」，也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化，並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作，其能否正常運作，自然被視為最優先項目。為此，威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準：ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統（特別是 ECU）的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」，從概念、設計、測試到生產和報廢，都詳細規範了每個安全要求和驗證方法，唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略，威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準，才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而，ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡，「大腦」變得更集中、更強大後，汽車產業又迎來了新一波革命：「軟體定義汽車」（Software-Defined Vehicle, SDV）。

軟體定義汽車 SDV：你的愛車也能「升級」！

未來的汽車，會越來越像你手中的智慧型手機。過去，車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」，想升級？多半只能換車。但在軟體定義汽車（SDV）時代，汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」，能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA（Over-the-Air）技術，車廠能像推送 App 更新一樣，遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過，這種美好願景也將帶來全新的挑戰：資安風險。當汽車連上網路，就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭，輕則個資外洩，重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV，業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略，確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程，到安全認證，這些努力，讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新，也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力，威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota，以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈，更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴，以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈，並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產，驗證其流程與品質。

毫無疑問，未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷，交由電腦判斷，比交由人類駕駛還要安全的那一天，離我們不遠了。而人類的角色，將從操作者轉為監督者，負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全，人類甘願當一個「最弱兵器」，其實也不錯！

在瀕死之際我看到了過往人生宛如走馬燈快速重演，外加一束白光籠罩，為什麼那麼多人都有類似體驗？有可能用科學實驗解開這個謎嗎？

就在今年 5 月初，一項神經科學研究試著解開人在臨終前為什麼會看見人生走馬燈的祕密，研究團隊排除萬難找到受試者，並且蒐集到了第一手數據。

瀕死經驗既神祕又眾說紛紜，到底有沒有靈魂？有沒有天國和地獄？還是一切全是大腦自己捏造的幻覺？不論最終答案是什麼，都是對生命本質的大哉問。你好奇嗎？一起來看看科學家如何破解一輩子只有一次機會看見的奇異景象。

現在的神經科學觀點，怎樣看待瀕死經驗？

你怎麼看待瀕死經驗這個議題呢？是跟朋友之間閒聊的題材，帶著開玩笑的心態，還是根本認為是怪力亂神、反理性的瞎扯淡？有一群科學家可不這樣想，他們很認真地想找出答案。

瀕死經驗指的是當事人因為休克、窒息、心臟病發作或遭受重大衝擊，例如爆炸或摔倒，在這些危及性命的情況下觸發的經驗。我們最常聽說的類型，包括重播一生回憶的人生走馬燈、穿過隧道到了另一個世界、漂浮在房間上方看著自己，還有遇到神明或過世的親人等等不可思議的景象。

什麼？你説有沒有看見偶像變成自己的媽媽這個類型？

讓我們先從神經生理學的角度來看瀕死經驗究竟是什麼。要回答這個疑問，得先問自己另一個問題，那就是為什麼睡覺的時候明明閉著眼睛，在夢裡卻能和平常一樣看到東西，而且是彩色的？

目前一個流行的觀點是，只要大腦受到電流或化學訊號刺激，就能讓我們「認為」自己看到、聽到、聞到東西，或是揮手、跑步，甚至和人說話。而且在這種情況下，大腦沒辦法分辨真假。做夢就是一個切身的實例，明明躺著沒動，夢到大吃美食就超開心，夢到數學考試還是緊張到不行。

這就是《攻殼機動隊》、《駭客任務》等電影的靈感來源，《咒術迴戰》的換腦哏其實也表達一樣的意思，認為大腦就等於傳統認知裡的靈魂，藏在影片和漫畫背後是一個叫做「桶中之腦（brain in the vat）」的概念。

桶中腦是美國哲學家普特南（Hilary Putnam）在 1981 年出版的書中提出的臆想試驗，他假設有個瘋狂科學家——也可能是外星人，切開我們的頭蓋骨，取出大腦，放進培養槽裡，然後用電極把這顆大腦和一台厲害的電腦連接在一起。電腦會按照演算結果送出完美模擬各種身心經驗的電刺激訊號，例如讓我們急急忙忙離開辦公室回家，這樣的話，我們能知道自己其實只是浮在桶子裡的一個大腦嗎？

事實上，隨著神經科學進步，我們現在明白，每個人的大腦都裝在頭骨的空腔裡，泡在組織液裡面，根本沒有接觸外界，只靠著神經束來接收眼睛、耳朵、手腳送來的電流訊息，然後自行生成看到、聽到、摸到等種種感覺。這樣說起來，和裝在桶子裡的腦好像沒什麼差別。

說回瀕死經驗，過去幾千年的漫長歲月裡，在全球各地文化中，臨終的經歷幾乎無一例外都屬於宗教信仰範圍，現在科學家想驗證的重點則是，這種鮮明強烈的體驗，比如走進一條隧道，或是重播回憶的人生走馬燈，究竟是不是大腦解讀流竄的電訊號，製造出栩栩如生的影像和聲音，換句話說，瀕死體驗只是腦殼裡上演的一齣獨角戲，跟天堂地獄、神鬼都無關？還是像許多古老文化傳統認為的，意識可以不必依附大腦而存在，肉身只是一個過渡階段呢？

第一手觀察終於出爐，臨終期間大腦噴發異常腦波活動！

最好的辦法，是找人來做試驗，記錄死亡的整個歷程。但是這一類研究很難找到試驗對象，因此進展……可說是沒什麼進展。

過去的假說認為人的心跳停止以後，大腦活動也跟著衰減，就好像火焰漸漸熄滅一樣。雖然先前科學家在動物身上曾觀察到，心臟和呼吸驟停以後，大腦一種叫做 γ 波振盪（gamma oscillations）的神經活動突然升高，同時也偵測到好幾個腦區相繼迅速動起來，好像被點亮了一樣，可能顯示腦區之間正急速傳遞訊號。不過這些動物模式上的發現是不是能套用到人類身上，證據一直很單薄。

所謂的神經振盪（neural oscillation），另一個通俗的名字就是「腦波」，概略來說，指的是腦中特定的神經細胞群體以特別的節律同步放電，有 α 波、β 波、γ 波、θ 波等多種形式。目前的神經學觀點認為，γ 波在專注、警覺這一類精神狀態時會相對更加凸顯。

2023 年 5 月，美國密西根大學醫學院團隊在《美國科學院期刊》（PNAS）發布一份研究報告，他們取得四位重症昏迷患者的家屬同意，在拔掉呼吸器之前，為患者戴上電極帽，偵測臨終期間的大腦活動。

這四名患者中，有兩個人在拔掉呼吸器的幾秒鐘後，腦電圖突然湧現一陣劇烈的 γ 波振盪，一直持續到心跳終止。也就是心臟完全停止後，大腦並沒有馬上死亡，還持續活動了一段時間，尤其在顳葉、頂葉、枕葉交界處（Temporo-Parieto-Occipital junction），簡稱 TPO 的區域，偵測到明顯的訊號。TPO 和許多高層次的神經功能有密切關係，例如語言、視覺、辨識周圍空間，還有閱讀、書寫、辨認人臉等等。

另一方面，在這兩位患者的後腦皮質熱區（posterior cortical hot zone），也偵測到頻繁的神經活動。後腦皮質熱區和感官經驗有關，可以理解對人事物的顏色、氣味、觸感和動作等等資訊的資料庫。目前的神經學理論認為，我們做夢的時候，大腦會從這塊腦區提取訊息，構築成夢境的一部分。

巧合的是，兩位患者過去都有癲癇發作的病史，癲癇是腦部異常放電導致的一種疾病，研究者假定，這可能使患者大腦比較能「準備好」經歷異常的節律。

這項四人研究不是首例，2022 年《Frontiers in Aging Neuroscience》已經有一項開創性的研究，在一位 87 歲老人家的死亡前後同樣偵測到強烈 γ 波。不過，這次的發現純屬偶然，這位老人家因為跌倒撞傷頭，緊急送進醫院，醫護團隊正在進行腦電圖監測，傷者卻突然發生嚴重心律不整而猝逝，也使團隊有了史無前例的機會，紀錄下人類臨終期間的腦波變化。

另外，先前的多個研究已經發現，健康的人在學習、專注回想記憶和做夢的時候，也會出現類似的 γ 波振盪模式，這就讓科學家把 γ 波模式和臨終時重播人生回憶的現象做了聯想。2022 年這份報告的作者之一，路易斯維爾大學神經外科醫師 Ajmal Zemmar 後來接受《Science》訪問時說，人腦 γ 波可能顯示不同腦區正在彼此合作，把對同一件事物的各種感知整合在一起，例如把一輛汽車的外觀、聲音和氣味聚合起來。在臨終的人身上也一樣觀察到 γ 波，暗示人生走馬燈背後存在著一套生理機制。

密西根大學的科學家提出一個假設：人腦活動劇烈上升，可能是生存模式的一部分，一旦大腦缺氧就會啟動這種求生模式。先前的動物試驗發現，腦部在瀕死時會噴發異常腦波活動和分泌大量神經訊號分子，或許是試圖讓自己復甦的最後奮力一搏。

這項四人研究讓我們蒐集到臨終期間大腦活動的第一手證據，是一個相當大的進展。不過，臨終經歷的研究還留下非常關鍵的一塊空白，那就是受試者最後都逝世了，再也沒辦法告訴我們，出現異常腦波的人究竟看到了什麼，沒有表現異常腦波的人又體驗到了什麼，少了這一塊拼圖，我們對死亡的理解就還隔著一座奈何橋。幸運的是，有不少從鬼門關前折返的人願意說出自己的經歷，讓我們能夠繼續探索這一片神祕的領域。

瀕死經驗，讓你不必轉生也能看到異世界？

瀕死經驗對於許多當事人來說是一段非常深刻、無庸置疑的真實體驗，科學家記錄這些經歷，歸納出某些常見的模式，比如說：

• 身體的疼痛消失了，變得很輕鬆
• 走進一條隧道，隧道盡頭可能有明亮的光線
• 一生的許多記憶像走馬燈快速閃過
• 感受到強烈的幸福、滿足、難以言喻的寧靜
• 脫離軀體，漂浮在自己上方，甚至飛進一個廣大無垠的空間
• 見到親人，或是神明

有些人進到充滿亮光的另一個世界——不是轉生到異世界那種看到另一個世界，而是有個聲音或者是守門人跟他說你還不到來的時候，將他推出門口，四周光線一下子暗了下來，當事人覺得既失落又害怕，然後被拉回自己的身體。

要強調一點，瀕死經驗不全然是正向的，也有人感受到劇烈的痛苦、恐懼、孤單和絕望。有人見到的不是神明而是惡魔，魔鬼跟他說：「現在你落在我手中了。」有研究者懷疑，因為當事人感到羞恥或社會氛圍更期盼幸福體驗，形成一種壓力，人們因此比較不願意分享痛苦體驗，數量可能嚴重被低估。

2017 年，維吉尼亞大學一個團隊調查 122 名有瀕死經驗的人，他們發現，比起現實生活的經歷及想像的事件，受試者對於這段經驗能描述得更加生動和講出更多細節。簡而言之，瀕死經驗對經歷過的人來說，比真實還要真實。

如此力量強大又帶有神祕感的切身體驗，以我們現有的知識體系，能完全合理地解釋嗎？這是一個站在科學、哲學和宗教交會點的大哉問。

現在的神經生理學框架可以解釋瀕死經驗嗎？兩派科學家大亂鬥

一派科學家認為可以解釋。《Trends in Cognitive Sciences》2011 年的一篇報告是典型的代表，光看標題就非常的立場鮮明：「瀕死經驗不存在任何超自然現象」(There is nothing paranormal about near-death experiences.)，研究者強烈主張瀕死經驗全部都有神經生理學或心理學的基礎，這和我們一開始提到「桶中之腦」的概念是吻合的。

他們提出一些例子，比如說飛行員在高 G 力狀態下，因為頭部供血不足，導致眼睛視野的四邊變暗，留下中央一塊視野，像是看進隧道的感覺。腦部分泌的一些荷爾蒙，例如正腎上腺素（noradrenaline），也能引發積極情緒、幻覺和瀕死體驗的部分特徵。

覺得自己飄浮在身體上空的靈魂出竅體驗，他們認為也可以用特定腦區的電訊號活動來解釋。這牽涉到腦部的 REM 活動，REM 全名是快速動眼期（rapid eye movement），是睡眠的一個階段，在這個階段大腦像清醒時一樣活躍、眼球快速轉動，會製造出栩栩如生的夢境。由 REM 過渡到醒覺時，有些人可能看到或聽到不存在的東西，或覺得自己已經醒了但是沒辦法移動身體，也就是俗稱的鬼壓床。

聽起來好像每件事情都有解釋，對嗎？不過，現在我們對死亡的理解還有很多空缺，前述的這些理論停留在驗證階段，還有許多無法解釋或互相牴觸的部分。

例如，有科學家認為在瀕死期間，REM 活動實際上是被抑制的，不能就此認定是靈魂出竅體驗的根源。還有，眼球缺氧雖然可能導致隧道狀的視覺體驗，但是部分經歷瀕死經驗的人的血氧並沒有特別低，為什麼還會看到隧道狀景象？這就產生矛盾了。

再舉個例子，現階段科學家經常使用腦部神經疾病導致的幻覺來做為分析瀕死經驗的框架，但是神經疾病產生的幻覺以視覺佔大多數，而且通常伴隨著恐懼或困惑的情緒。然而，瀕死經驗的當事人不只清楚看到，還能摸到、聽到和聞到，甚至和遇見的「對象」發生互動，而且不少當事人的經驗是正向的。這個差異告訴我們，用疾病的機制來解釋可能是不夠或錯誤的。

最後的關鍵問題是，假如大腦是突然啟動生存模式，為了缺血、缺氧拼盡最後的餘力掙扎求生，那為什麼許多人感受到的反倒是喜悅和寧靜，而不是驚駭和恐慌？這仍然是一個謎團。

臨終經歷的論戰還在持續，正反意見激烈交鋒，不過，很少人能否認瀕死經驗是當事人真實生命的一部分，而且這種刻骨銘心的經歷和體悟可能扭轉對人生的態度，甚且改變整個後半生。

因此，保持虛心、坦承我們現階段只窺見「死亡」這件人生大事的一部分本質，繼續蒐集更多證據，對於探究生命的真相來說，或許是一種更為合適的心態。

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JOJO 的奇妙冒險中，西撒．安德里歐．齊貝林臨死前的「最後波紋」代表著生者最後的思念與力量，是讓 JOJO 粉痛哭流涕的名場景。最後的波紋看似只是作者荒木飛呂彦大師的創作，沒想到神經科學家記錄了瀕死的人類大腦的活動，發現死亡的當下出現有節律的高頻波紋。這些波形和做夢、記憶回憶以及冥想期間發生的腦電圖相似，也彷彿說明最後的波紋是真的存在！

此外，據說人在彌留時能瞬間看到過往的種種回憶，就像人生跑馬燈般快速回顧一生。這些在生死間徘迴所產生的不可思議現象一直是科學家們感興趣的議題。究竟心臟停止後的瀕死狀態（near-death experience (NDE)）和大腦活動與意識狀態的關係是什麼？大腦在瀕死狀態時發生了什麼？這是否又能解釋人生跑馬燈的現象呢？

神秘的瀕死經驗

根據瀕死經驗科學研究的奠基者，且有瀕死經驗科學研究之父之稱的布魯斯．葛瑞森醫師（Bruce Greyson），瀕死經驗是一個深刻的主觀心理經驗，通常發生在接近死亡的人身上，處於嚴重的身體，或情緒危險的情況下。這種體驗超越個人自我的感覺，是一種神聖或更高原則的結合。包括脫離身體、漂浮的感覺、完全的寧靜、安全、溫暖、絕對溶解的體驗和光的存在。又甚至可能經歷包括痛苦、空虛、毀滅和巨大空虛的感覺^[1-3]。

即時記錄瀕死的人類大腦活動

過去認為心臟停止後大腦是低活動的狀態，直到約 15 年前左右（西元 2009 年），才記錄到死亡前電流激增（end-of-life electrical surges (ELES)）的現象。 但這些紀錄僅來自回溯瀕死期間的測量值，並不是即時記錄臨終患者腦電圖^[4]。

大約 10 年前，密西根大學研究員吉莫波吉金（Jimo Borjigin）和其團隊進行老鼠實驗，發現在心臟停止後的前 30 秒，gamma 振盪與 alpha 和 theta 之間的相位耦合在大腦皮質與心臟，以及大腦前端和後端的連接性有增加的現象。這些神經振盪原本都只存在於清醒的生物上，但在瀕死狀態下，這些高頻神經生理活動卻超過了清醒狀態下的水平^[5]。 這也說明了在動物在臨死前可能經歷了特殊的體驗。

第一次在人類大腦進行從瀕死到死亡過渡階段的連續腦電圖記錄，則在去年 2 月發表在「老化神經科學前沿」（ Frontiers in Aging Neuroscience）。愛沙尼亞塔爾圖大學的勞爾維森特（Raul Vicente）博士及其同事使用連續腦電圖檢測一名 87 歲的患者癲癇並同時進行治療。雖然很遺憾，最後患者心臟病發作並去世了，但他們測量了死亡前後 900 秒的大腦活動，並調查心臟停止跳動前後 30 秒內發生的情況。結果發現，就在心臟停止的前後，出現了 gamma 振盪、theta 震盪、alpha 震盪以及 beta 神經震盪的變化。這結果就和之前的老鼠實驗相當類似^[6]。

瀕死之際大腦活動激增能否解釋人生跑馬燈？

雖然以上的研究說明，人在死亡前大腦會產生類似清醒狀態時才有的腦波反應，但這些證據並不足以證明人生跑馬燈的存在。為了證實這個現象的可能性，之前提到進行老鼠實驗的吉莫波吉金（Jimo Borjigin）在人類使用相同的計算工具來分析腦電圖信號，並關注腦電圖功率的時間動態、低頻和高頻振盪之間的局部和遠程相位-振幅耦合，以及所有頻段的功能性和定向大腦皮質連接。簡單來說，就是想要知道瀕死時人類大腦和意識以及認知功能相關的腦區是否產生變化。

他們對四位已陷入昏迷的病人進行紀錄，在死亡前，兩名在前額和中央皮質區出現廣泛的 beta 和 gamma 波增加。這兩名病人隨後出現了顳葉中反復出現的大型 beta 和 gamma 波活動，並涉及到體感皮質（somatosensory cortex, SSC）。高頻 gamma 波的振幅與慢速 beta 波的相位之間的關聯是發生在背外側前額皮質（dorsolateral prefrontal cortex）和體感皮質之間。更值得注意的是，gamma 波激增的位置是在和意識緊密相關，由顳葉－頂葉－枕葉皮層組成的後皮質熱區（posterior cortical hot zone）^[7]。

受限於道德倫理以及醫學技術，科學家們無法直接驗證瀕死大腦產生的腦波狀態是否就是產生瀕死經驗。但至少能確定的是，哺乳動物的大腦可以在瀕死時產生與增強的意識處理相關的神經關聯。

結論

《論語‧先進篇》子曰：「未知生，焉知死？」雖然孔子曾說，活人的事情道理都還不明白，又怎能清楚死亡是怎麼一回事呢？但探討人在生死間徘徊的現象不僅僅是一個科學問題，更代表著意識研究、臨床應用和倫理議題的突破。

透過更精細且長時間的腦電波紀錄追蹤，有許多證據觀察到在人們跨越生死那一瞬間，大腦會試圖做最後的掙扎。人生在世短短數十載，轉眼間便煙消雲散，瀕死的大腦在跨越生與死那鴻溝之前的體驗也是人生謝幕前的最後一次演出。

1. Greyson, B. (2000). Near-death experiences. In E. Cardeña, S. J. Lynn, & S. Krippner (Eds.), Varieties of anomalous experience: Examining the scientific evidence (pp. 315–352). American Psychological Association.
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Bruce_Greyson
3. https://en.wikipedia.org/wiki/Near-death_experience
4. Chawla, L. S., Akst, S., Junker, C., Jacobs, B., and Seneff, M. G. (2009). Surges of electroencephalogram activity at the time of death: a case series. J. Palliat. Med. 12, 1095–1100. doi: 10.1089/jpm.2009.0159
5. Borjigin, J., Lee, U. C., Liu, T., Pal, D., Huff, S., Klarr, D., et al. (2013). Surge of neurophysiological coherence and connectivity in the dying brain. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110, 14432–14437. doi: 10.1073/pnas.1308285110
6. Vicente R, Rizzuto M, Sarica C, Yamamoto K, Sadr M, Khajuria T, Fatehi M, Moien-Afshari F, Haw CS, Llinas RR, Lozano AM, Neimat JS and Zemmar A (2022) Enhanced Interplay of Neuronal Coherence and Coupling in the Dying Human Brain. Front. Aging Neurosci. 14:813531. doi: 10.3389/fnagi.2022.813531
7. Xu G, Mihaylova T, Li D, Tian F, Farrehi PM, Parent JM, Mashour GA, Wang MM, Borjigin J. Surge of neurophysiological coupling and connectivity of gamma oscillations in the dying human brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 May 9;120(19):e2216268120. doi: 10.1073/pnas.2216268120.

近年來，隨著科技的進展，一些號稱腦波控制的產品陸續問世，但這些產品需要解決那些問題呢？上圖是一個實際的產品，但在網路上評價普通。下圖則是一個號稱用腦波控制貓耳朵來表達個人現狀的產品。

首先，腦波記錄到的是在頭殼上的接受器所接收到的訊息，所以訊息其實是相當複雜的，也不太能區分究竟是哪個區域所傳遞出來的訊息。用功能性磁振造影儀可以定位出涉及特定活的腦區，但用腦波儀則較無法進行精確的定位，換言之沒有辦法透過腦波的來源來定義大腦所欲執行的功能。當然這個問題也不是不能解決的，因為可以用複雜的運算方式，長期追蹤紀錄進行某個特定活動時，諸多接受器接收到那些訊號，透過一些運作式，還是進行一些預測。

第二，因為我們處在外在環境複雜的世界，如果確保我們每次只做一件事情，這是相當困難的。即使快速的轉換注意力，可能也會對所記錄到的腦波造成影響，那運算式該怎麼去排除這樣的可能性呢？在實驗室中，我們當然可以降低外在刺激，但我們沒有辦法控制實驗參與者真的只想一件事情，所以實驗室內的結果，要類推到真實情境也會有一些挑戰。

再者，人在進行某個作業的時候，腦部活動一定是不變的嗎？很多研究發現人腦有快速的習慣化過程，也就是說同樣的刺激若短時間內重複出現，則對該刺激有反應的腦區，活化會快速的下降，但這個刺激還是同樣的被處理了。換言之，腦部的活動是會改變的，倘若如此，腦波儀器的運算式也要不停地去改變規則，否則就會做了錯誤的預測。

Wander等人在2013年研究一群有癲癇症的病人，他們都因為患有癲癇需要打開腦殼放置一些電極在腦中，這些電極能協助醫師判斷他們癲癇發作的區域。在這研究中，研究者也利用這個電極來記錄受測者學習一個電腦操作時的腦部活動變化，在行為層次，受測者最後的表現都比一開始來的好。此外，研究團隊也發現這些病人腦部活化的區域有明顯的變化，特別是前額葉、運動區、後頂葉在後期都比一開始有較低的活化。所以，運作式要如何客製化，如何根據每個人的學習曲線來改變，會是一個相當大的挑戰。當然，如果腦波變化只是要做簡單的判斷(例如判斷是或否之類的)，那應該是沒有太大的問題。

Wander等人(2013)的研究因為可以實際紀錄腦內的變化，所以可以清楚看到大腦活化型態的改變。至於這樣的改變在一般利用腦殼上的接受器上是否可以看到，這無法不確定…… 但很有可能，未來我們的大腦都會被植入一個晶片，直接由內部控制。很多科幻電影，例如魔鬼終結者、駭客任務，不都是這樣演的嗎？我們或許離那一天不會太遠……

去看研究的原文 Distributed cortical adaptation during learning of a brain–computer interface task

去看主要研究者Jeremiah D. Wander的網頁，Wander教授主要研究的議題都是和腦部活動有關係的，特別是透過電腦介面互動產生的刺激，如何影響不同腦部區域的活動。