人腦控制的挑戰

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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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。

參考資料

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
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