战争的创伤：士兵大脑内看不见的战争
爆炸力量造成的脑部创伤，是伊拉克和阿富汗战场上最典型的伤害类型，折磨着数十万名美国战斗人员。这种伤害虽然看不见，却深深地打击了士兵的心智与精神。
（神秘的地球报道）据美国国家地理（撰文：卡罗琳‧亚历山大摄影：琳恩‧强森）：在防护碉堡内，我用手指紧紧塞住耳朵，与爆破小组一起等待。外面是52号炸弹，拖著一条6公尺长、黄绿相间的引线，牢牢地贴在一栋有钢质防火门的单房合板建筑物墙壁上。倒数计时从五开始，传来低沉的「碰」一声，我的胸口感到一股闷闷的撞击。这股撞击就是爆炸的标誌。「妳感受到撞击力了，」一名队员对我说。「我经验过一些爆炸事件，我们离爆炸现场数百、甚至数千公尺远，但我还是感受得到那种撞击。」
这种撞击到底会造成什麼影响？这个未解之谜引领我来到丹佛东南方65公里处的二次世界大战轰炸靶场，当年这裡是测试半吨炸弹的场地，现在则用於研究士兵在战场上炸穿墙壁和门的控制性爆裂物―这是现代战事中的家常便饭。这些爆炸测试的最终目的就是要找出那种爆炸撞击对人脑的影响。
根据美国国防部的资料，在2001至2014年间，约有23万名现役和退伍军人被认定罹患所谓的轻度创伤性脑损伤，大部分都是因為经歷过爆炸事件。这种损伤的相关症状很多―头痛、癲癇、运动功能失常、睡眠障碍、晕眩、视力障碍、耳鸣、情绪变化，还有认知、记忆和语言方面的障碍―由於症状类似创伤后压力症候群（PTSD），加上在早期阿富汗和伊拉克的战争行动初期，爆炸事件并未被一一记录，因此根本不可能正确统计出伤患人数。
儘管这种症状极為普遍，最根本的问题却依旧没有获得解答。不仅没有可靠的诊断方式，也没有已知的预防方式，更无法治癒。最重要的一点是，医学界对爆炸引发的伤害本质為何、爆炸力导致脑部损伤的机制，至今仍没有共识。
战场上的每个单一爆炸事件中，其实包含了一整组几乎同时发生的个别事件，每一种都会產生独特的破坏。引爆触发了化学反应，气体猝然膨胀，以超音速往外冲出一个由气体和空气混合的球形障壁。这股冲击波会把遇到的所有物体都裹在一个静态压力球体中。在这稍纵即逝的阶段―也就是原始爆炸效应―置身其中的人并不会移动。接著气压陡降、创造出真空状态。再来就是二次爆炸效应，一股超音速的风灌入真空区域，将碰到的物体猛烈拋掷并粉碎為碎片，高速飞散的碎片就成了具穿透力的武器。这股风接著引发三次爆炸效应，把人、甚至重达13吨的装甲车都捲到空中，再砸向墙壁、岩石、还有灰尘满布的路边。四次爆炸效应则包括其他的一切―熊熊烈焰、烧灼的化学物质和使人窒息的粉尘。
祕密就藏在原始爆炸效应中。各种理论都有：是震波经由头部的孔窍―眼睛、鼻子、耳朵及嘴巴―进入脑部时造成伤害的吗？如果是，机制為何？还是说，胸部承受的外在震波压力，会经由血管穿过颈部、再进入脑部？复杂的震波活动经由头骨传送至半液状的大脑时，会造成栓塞吗？压力会造成头骨变形、并压迫到大脑吗？爆炸声响具有杀伤力吗？闪光呢？被诊断出罹患爆炸导致的神经创伤的士兵，大多都曾被爆炸时的冲击波拋掷或摇撼。
那麼，军队裡出现的神经创伤，是否仅是一种独特的脑震盪？
在科罗拉多的试验起源於军方在2008年针对破坏手所做的一项重大研究。破坏手是负责设定炸药的士兵，多年来，他们也是出现神经症状比例很高的一群人。这项研究由美国海军陆战队武器训练营队的动力进入学校进行，追踪了参加為期二週的爆炸训练课程的教官和学员。结果发现，在较大型爆破已经好几天后，破坏手仍会回报胸部和背部出现闷痛，「好像被人打了一拳，」还有头痛现象，「先是前额一阵剧痛，然后移往太阳穴、耳朵后面，再往上穿过顎骨边缘。」
更重要的是，训练课程前后所进行的神经行為测验显示，一般而言会比学员更常暴露在爆炸事件中的「教官的表现有轻微下滑趋势」。这个结果显示，反覆暴露在爆炸中―即使只是轻度爆炸、即使只有两週时间―也可能造成伤害。
这项破坏手研究，让爆炸造成的神经创伤获得更多重视。研究主持人之一莉安．杨恩指出，他们的研究开啟了六项一直持续到今天的后续研究。之前，许多军中及医界人士都不太相信低能量爆炸会造成重大伤害。「我们最近经验的是波斯湾战争症候群，儘管大家非常努力想找出一致的因素，但多半无法发现特定的原因，」曾任参谋长联席会议主席医学顾问的退役上校克里斯钦．马其顿告诉我。
「现在听起来或许很奇怪，可是当时五角大厦内部针对『与爆炸相关的创伤性脑损伤』是不是真的存在，有过激烈的争辩。」在近如2008年发表的一篇论文中，华特．里德陆军研究院军事精神病学暨神经科学研究中心的研究人员提出一项结论，认為这些恼人的症状和创伤后压力症候群有很大的关係，而暴露在爆炸中会影响神经系统只是「理论上的忧虑」，基本上毫无证据。
但现在有些研究人员提出了不同的理论：轻度创伤性脑损伤可能会提高罹患某些心理障碍的风险，这或许可以解释為什麼退伍军人罹患此类心理障碍、甚至自杀的比例都很高。现在有许多神经病学家主张，应该以更精确的用语来描述这种近代战争中最典型的伤害，如「爆炸引发的创伤性脑损伤」或「爆炸引发的神经创伤」―而我访问过的专家都反对使用「轻度」这个修饰语。
我们在碉堡裡等待浓烟散去后才出来，外面的空气温度还很高。建筑物的门被炸掉了，正对著门的那一面墙碎成破片，房子的支柱断裂，大部分的框架都歪七扭八的。放置在头部和胸部高度处的压力计，测到了从墙角和墙壁反弹回来的向后爆破。整个爆炸过程都被拍摄记录下来，并以每秒二至三个画面的速度重播实际上是以每秒1万4000个画面的速度一闪而过的爆炸―点燃的引线发出金红色的光芒，形成优雅蜿蜒的光柱，然后就是金黑色的爆炸火球：轰。
反向爆炸是从物体表面反弹的爆炸压力，而52号炸弹就是為了进一步了解这种现象的一系列试爆炸弹之一。其他的研究还包括检视人体在爆炸中暴露的时间长短、以及爆炸的频率和类型。
在现场带领相关分析的是世界知名的爆炸物理学专家查尔斯．尼登。藉由研究电脑產生的图表，他得以追踪在一切归於平静之前，爆炸压力在五个循环中的高低起伏。整个过程持续约65毫秒。人类至少需要100毫秒才能对任何刺激做出反应―而冲击波不用5毫秒就已经撞击了墙上的压力计。正如尼登所指出的，「不管在房裡哪个位置―冲击波都会找上你。」
白头髮白鬍子的尼登，举手投足间流露著慈父风范，有个同事跟我形容他是「圣诞老人和小熊维尼裡的驴子依唷的综合体」，这样的印象与他的地位并不相符，因為他其实是爆破黑魔法界的高等巫师。拥有物理和天体物理学位的他，是模拟各式爆炸和爆炸反射力学方面的权威，谈起多年前测试高剂量爆炸时经歷的「连绵不绝的轰隆巨响」时还是念念不忘。只要瞄一眼他的履歷表，就会发现爆炸相关议题有多麼多样化又令人毛骨悚然：「火球运转的修正」、「核子效应的高爆模拟」，以及「冲击与震动研讨会」。
尼登的目标是要為破坏手提供一种地图，让他们知道哪一类建筑的哪些区域是躲避反射压力的最佳地点。爆炸反射的方式，不仅和空间是正方形或长方形有关，还要看天花板的高度、墙内的支柱位置、门窗的数量和位置、建筑物是否有间隙或开口、以及房间内是否有家具等等因素。只要碰上坚硬的表面，不论是薄薄的灰泥还是钢材，反射回来的冲击波都有可能变得比原来更强。（投在广岛的原子弹，从地面反弹出来的向后爆破力比实际的爆炸更强，就是个恶名昭彰的例子。）人可能会本能地跑到屋子角落去躲避爆炸的威力，但其实那裡特别危险―而如果有一列手持护盾的破坏手，排在第三位的那个人也面对特别大的危险，因為护盾会反射冲击波。冲击波甚至会在士兵的钢盔和脑袋之间反弹。爆炸地点的所有特性和一个人的每一个动作，都会影响爆炸的结果。
2008年那份最初的破坏手伤害研究在简短的结论中引用了「明确证据」，建议重新检视安全距离规范。针对破坏手所受到的训练，尼登说：「我们……发现部分这类训练手册中建议的安全距离误差在两倍以上。」这些手册终於在2012年有了修订版本。由於牵涉许多变数，爆炸事件的运算非常困难，要一直到最近几年，才可能做出尼登现在设计的模型。「这些是大型运算，要用电脑跑很久，」他说。或者诚如另一位爆炸权威的形容：「一直到非常晚近，造成这些伤害的主要原因，根本还是和魔法一样神祕难解。」
对爆炸效应的强烈关注，始於第一次世界大战。当时战争伤害的主要原因，就像伊拉克与阿富汗战争一样，是爆炸力，且多半由爆炸的砲弹弹壳所造成。「砲弹恐惧」一词首次出现在1915年2月出版的《刺胳针》医学期刊，探讨的是三位英国士兵个案：他们经歷过爆炸之后，开始抱怨失眠、视野缩小，还有味觉、听力和记忆丧失等状况。他们的困扰一开始被认為是「震盪失调症」，指的是爆炸冲击波所造成的脑部扰动。当时最流行的理论是，冲击波会经由脊髓液传入脑部。
但随著战事持续，这种症状逐渐被归因為神经衰弱，因為许多有此症状的人看起来并没有其他伤害。「砲弹恐惧」一词，因為意味著砲弹爆炸就是造成伤害的原因，逐渐褪了流行。
修正后的诊断有深远的影响，接下来数十年间，那些曾经歷砲弹恐惧的士兵，成了战争所造成的情感伤害的象徵，医学界也停止探索爆炸力造成实质伤害的可能性。「在医学院唸书时，老师曾讲到第一次世界大战时的砲弹恐惧，说当时的人竟然相信脑部可能会被砲弹爆炸產生的冲击波伤到，」马其顿上校说。「老师的用意是要说明100年前的医学界是多麼无知。」
那场战争中得了砲弹恐惧的士兵资料，可从英国年金部的档案追踪到1920、30、40以及更晚近的年代。个案报告中详述了退伍军人出现倦怠或忧鬱、思绪「紊乱」、在街角不由自主地抽搐，或是「抓狂」和因為偏执而突然出现的暴怒行為。我的父母在英国长大，他们就听说过那些「自从打仗回来后就变得『怪怪』的」人。关於罹患炮弹恐惧的退伍军人后来的命运，我们所能取得最好的资料也就是这些报告了。
第二次世界大战后，美国原子能委员会在1951年展开了「爆炸生物学计画」，在不同动物身上测试模拟核爆效应的超大型爆炸。公牛、绵羊、猪、山羊、狗、猫、猴子、大鼠、仓鼠、兔子、小鼠及天竺鼠等动物，被暴露在真正的爆炸中或放置於冲击波管中。（冲击波管是一种长管子，裡面装了薄膜，加压空气可以透过薄膜爆发出来。这种实验室内的模拟排除了高温、碎片、化学落尘及向后爆破等变数，创造出「纯粹的」爆炸冲击波。）1980年代初期，研究重点从核子爆炸转移到现今战场上特有的低剂量炸药。
「我们在爆炸伤害方面的医学研究，要不是针对碎片造成的伤害、就是充气器官所受到的影响―大家都关心热核爆时肺部或胃肠道的状况，」凯文．「基特」．帕克中校对我说，他是哈佛大学塔尔家族讲座的生物工程及应用物理学教授。「我们完全忽略了脑部。现在敌人已开发出一种武器系统，针对的就是我们在科学上的弱点。」
身材高大的帕克留著大光头，声音宏亮，过去曾担任美国陆军步兵军官，二度驻防阿富汗，在那裡亲眼目睹、感受了爆炸力的影响。「天空出现一道闪光，我转身看著战斗发生的山区，」帕克忆起2003年1月的那一天，他身在坎达哈的丘陵地区，感到从远处爆炸传来的冲击波穿过他的身体。「感觉好像把我的五臟六腑都抬了起来、再放回去。」
那次经验让他注意到爆炸会造成的多种伤害。「炸弹爆炸后，比较容易被忽略的是最近情绪有点异状的人，而不是他旁边双腿都被炸飞的那个，」帕克说。「但会出现更严重长期问题的人，可能是脑部受伤的那个。」
2005年，当时参与心臟组织重建研究的帕克，开始把注意力转移到爆炸引发的神经损伤。他重新检视一种名為「整联蛋白」的蛋白质，这种蛋白质可以把机械力传导至细胞。帕克和一小群学生利用特殊设计的磁性镊子和类似迷你手提钻的装置，模拟出爆炸效应中的瞬间延伸和高速压缩。他们将实验室培养出的老鼠神经元（也就是神经细胞）置於类似爆炸的攻击中。细胞表面的整联蛋白啟动了一连串效应，最后以戏剧性的轴突收缩作结，而轴突是传递神经元信号的长条卷鬚状组织。
帕克的团队藉著细胞层次的研究，避开了所有爆炸研究都会碰上的两个基本难题：一是不能让人类暴露於爆炸中，二是动物并非理想的人类替代品。话说回来，培养皿裡的细胞实验结果，也不能套用到人类身上。
神经病学家正在研究的理论如此多样，充分证明了爆炸引发的神经创伤研究还是非常开放的领域，充满可能性。波士顿大学医学院的李．高德史坦採取的又是非常不同的角度。
「大家都专注在压力波上，」高德史坦告诉我，「压力波的成因是风。」从高德史坦的完整头衔便可看出他的专长领域：精神病学、神经学、眼科学、病理学和检验医学，以及生物医学、电脑和电机工程副教授。52岁的他拥有沙漠先知般的瘦削身材，长长的黑髮黑鬚，和强热的使命感。
2012年5月，他发表了一系列研究的结果，这些研究检视爆炸引发的神经创伤和慢性创伤性脑病变（CTE）间的可能关联。CTE是一种神经退化疾病，他和工作团队在解剖四名遭遇过爆炸的退伍军人的脑部时，发现他们患有这种疾病。高德史坦的共同作者安．麦祺来自波士顿退伍军人医院，她一直在研究美式足球员及其他运动员脑部解剖后所发现的CTE。CTE在1928年首次被通报，当时被称為拳击手的「拳击痴呆」症候群，这种疾病出现在头部不断受伤的运动员身上，是一种无法治癒、最终会致死的神经退化性疾病，可导致智能障碍和失智。这种疾病只有透过解剖才能检测，并以tau蛋白出现异常纠结现象為诊断依据。
為了检验暴露在爆炸中可能引发CTE的理论，高德史坦的团队让冲击波管中的小鼠暴露於单一次爆炸中，并模拟中剂量炸药的效果。高速摄影机捕捉到的试验结果是快速的摇头效应：小鼠的头部在爆炸的影响下前后摇晃。在30毫秒之内、远远不到一眨眼的时间，振盪的风势已经起伏了九次。「光是一次爆炸就会让你遭受多次撞击，」高德史坦说。「所以就像是在极短时间内被打了很多次。」
经歷爆炸事件之后两週，小鼠脑内出现了化学修饰过的tau蛋白积聚，也有其他伤害。但这项研究的批评者指出，在啟发冲击波管实验的四个人类个案中，有三位也经歷过与爆炸无关的其他创伤，而人体模型的测试结果也显示，摇头效应在爆炸现场并不常见。
有些研究人员则认為，光把焦点集中在头部是不对的。
「整个身体都暴露在巨大的动能中，」伊波雅．舍内克在描述爆炸冲击时说。「运动员并没有全身都暴露在这样的冲击中。」舍内克是亚伯达大学加拿大军队及退伍军人临床復健研究中心主任，她还在科索沃战场时就已经展开相关研究了。当时她注意到，有些经歷过爆炸的士兵和平民所出现的症状，会让人联想到某些神经退化性疾病。她说，冲击压力波「就像巨大的拳头般」撞击胸部和腹部，将动能转移至身体。「那股动能在血液裡製造出振盪的压力波，血液成了完美的媒介，将这股动能进一步传导到所有器官，包括大脑。」
她用小鼠作实验，发现无论头部在爆炸时是否受到保护，脑内都会出现发炎现象―她认為发炎开啟了一个类似阿兹海默症的受创过程。相较之下，胸部如果受到保护，就能大幅降低脑部的发炎现象，显示在爆炸引发的脑部创伤中，爆炸与身体之间的交互作用可能扮演了关键角色。
到目前為止，要直接检验爆炸力对人脑產生的生物性影响，唯一完全可靠的方法就是解剖。美国国防部在2013年建立了一个脑组织库，针对军人罹患爆炸引发的神经创伤推展进一步研究。脑组织库由马里兰州贝什斯达市军事医疗大学病理学教授丹尼尔．波尔负责监督，也接受军人家属捐赠的脑部。波尔说，这让研究人员得以直接深入「组织层次，看到真实状况。」
他指出，核磁共振摄影（MRI）所拍摄到的活体大脑影像，解析度比显微镜下看到的大脑影像低了1000倍。
波尔的专长包括慢性创伤性脑病变、阿兹海默症及其他与老化相关的神经退化性疾病，也包括关岛一小群人口所特有的复合性神经失调症状（在奥利佛．萨克斯的畅销书《色盲岛》中就描写过这个谜团）。波尔也曾撰文探讨砲弹恐惧与现代爆炸造成的脑部创伤之间的关係，他指出，儘管战场上使用爆炸性武器已有百年歷史，但「暴露在爆炸中对人脑的影响……仍缺乏详细的神经病理学研究。」
现在，脑组织研究进行了18个月之后，波尔说他看到了非常有啟发性的结果。「我们相信，我们已经快要可以辨识出受爆炸冲击的士兵脑中產生的独特变化，这些在平民脑伤案例中是看不到的，」他指的是像运动员身上常出现的那种钝力创伤。「我们看到的似乎是爆炸独有的现象。这种伤害好像只会出现在有军旅背景的人身上。」
如果他是对的，那麼这项发现将不只在治疗、同时在诊断及预防方面也会有重大意义。「我想，我们必须和设计钢盔与护身鎧甲的人坐下来谈谈，」他说，「之前很多设计都是根据非常不一样的设想。」
另一方面，对仍在世的士兵来说很悲哀的是，可靠的诊断方式依旧难以掌握。2011年6月，《新英格兰医学期刊》刊出一篇研究报告，研究者运用改良型核磁共振摄影，首次成功侦测出经歷过爆炸的士兵脑中的结构异常。与期刊同时出版的评论虽然称这项研究结果為划时代的发现，但接受研究的每个个案都曾经歷过其他创伤，像是被钝器击伤或发生过车祸等等，却削弱了这篇论文的立论基础。
另外有些研究则在寻找可能的生物标记，这些研究的发现或许有一天将有助於诊断爆炸引发的脑部创伤：例如，透过验血寻找代表脑细胞受损的独特蛋白质标记，已经证明了有发展前景，军方正在进行测试（这种方法必须在受伤后数日内进行才有效果）。另外，在2014年，一项针对52名退伍军人所进行的小规模研究，也成功地运用了一种称為「巨分子质子片段」（MPF）的核磁共振摄影製图技术，侦测出受试者体内髓磷脂含量的高低（髓磷脂是脑部白质的主要构成物质之一，是保护并隔绝神经元的脂肪保护层）。这项技术也用於研究体内髓磷脂含量较低的多发性硬化症患者。结果发现，曾受过一次或多次爆炸冲击的退伍军人中，有34名被检测出脑白质受损的证据，相较之下，未曾受过爆炸冲击的退伍军人中，则有18位被检测出相关证据。
「我们请这些退伍军人尽可能统计军旅生涯中曾受到过多少次与爆炸有关的轻度脑部创伤，」华盛顿大学的精神病学教授、也是这项研究的主要作者艾力克．彼崔表示。「但退伍军人在回忆这些事件时到底有多準确？有几位研究对象离最后一次经歷爆炸事件都已经有五、六年时间了，」他说，总结出所有以患者自述為依据的诊断研究会碰到的根本问题之一。未来，制服和钢盔将贴上碰到冲击波就会变色的光子晶体材料，或许可以提供爆炸暴露量的客观数据。
儘管有这麼多前景看好的策略，目前的诊断方式却仍和第一次世界大战时一样，要靠临床评估，现在或许还多了些可以用电脑执行的检查，譬如「自动化神经心理评量指标」：「你是否体验过下列任何一种症状：晕眩、困惑、眼冒金星？以下用语能多恰当地表达你的感受？『虚弱发抖』。」
爆炸或许很复杂，却可以用很少的成本和最低的专业知识来製造。一种名為「爆炸成形贯穿弹」、专门用来炸穿装甲车的简易爆炸装置，只要几十美元就可以组装完成。这种爆裂物原本是圆盘状，在飞行途中会变成子弹形状，而且温度极高。根据军械专家的说法，足以「像热刀切奶油」般穿透装甲车。藉由这种做法，就能用25美元的技术毁掉一辆百万美元的装甲车，并让车内人员丧命或身受重伤。而他们可能在未来数十年内都会需要医疗照护，这些花费又使爆裂物的成本与其所造成的损失之间的差异更加悬殊。由於具有这样的成本效益，爆炸性武器很可能会一直是现代战争中的代表性武器。
今天，研究人员还在努力了解爆炸力接触到人脑后所產生的效应，与此同时，不知有多少士兵只能在他们经歷过的爆炸事件的后遗症中挣扎度日。
2009年，罗伯特．阿内兹在伊拉克境内执行巡逻时，突然感觉到一股巨大的压力抵著他，接著就完全没了感觉。「每一个人都在大喊，『你还好吗？你还好吗？』然后我检查看看自己有没有流血，」阿内兹回忆。他没有流血，所以他以為他还好。但是从伊拉克回国后七个月，他却在开车时突然癲癇发作，六个月后还经歷一次大发作型癲癇。现在是学生和义消的他正努力重拾生活，他原本要吃15种药，现在已减少到三种，不过头痛和偏头痛的症状还是如影随形。
安力奎．崔维诺在从阿富汗返回美国前两个星期的一个晚上，碰到了大规模的土製炸弹伏击，当时21岁的他幸运地死裡逃生。他只记得当时有一道很亮的闪光，还有伙伴们大声呼喊他的名字。「我永远都忘不了那道闪光，」他说。「简直就像闪电一样。」当他终於在德州胡德堡的基地醒来时，才知道爆炸不仅毁了他的夜视镜，也毁了他的说话能力和边缘视野。
他现在靠著像是从50往回数之类的脑力作业来重建大脑功能，但每天还是為偏头痛和晚上的恶梦所苦。
回家约一年后，崔维诺说，「我崩溃了。」他还曾经自杀，但没成功。他有一个也曾在阿富汗服役的朋友却成功了。「他们在他家发现他， 」崔维诺说。「他、他― 没人会想到―没人会想―没人会、没人、没人、没人料到。没人料到。」
没人料到我的姊夫隆恩．哈斯金也会走上这条路，我最早就是从他那裡听说了关於破坏手的事。隆恩从陆军特种部队退役后，就在伊拉克為一个私人保全部队工作。他曾经歷过两次土製炸弹攻击而倖免於难，但后遗症是头痛和严重到让他无法入睡的耳鸣。后来回到美国后，他為国土安全部工作，并在自己开设的保全公司教授破坏手训练课程。2011年夏季的一个晚上，不知為了什麼缘故，他举枪结束了自己的生命。
「我们应该带你们去新墨西哥，亲眼看看那些装置、体会一下爆炸，」隆恩曾跟我说过他主持的训练课程。「你可能人在1公里外，可是你会很惊讶，那麼区区几磅炸药，竟然能撼动你身边的大地。」
