Екип от изследователи са открили „двигател на съзнанието“ в мозъка - регион, в който поне при маймуните, дори и малък старт на скок ще ги накара да се събудят от упойка.
Съзнанието е загадка. Не знаем със сигурност защо съществата понякога са будни и понякога спят или кои механизми в мозъка са най-важни за съзнателно състояние. В тази нова книга обаче изследователите откриха някои важни улики. Използвайки електроди през мозъка на будни и спящи макаки, както и макаки под различни форми на анестезия, екипът намери два ключови пътя в мозъка на маймуните за съзнание. Изследователите също откриха специфичен мозъчен регион, който изглежда върви по тези пътища, като двигател, който биха могли да започнат да използват някои високо специализирани джъмперни кабели. Този регион е известен като централния страничен таламус.
Но това не означава, че са намерили мястото на съзнанието в мозъка.
„Малко вероятно е съзнанието да е специфично за едно място в мозъка“, казва Мишел Рединбоу, аспирант по психология в Университета на Уисконсин-Медисън и водещ автор на доклада, публикуван на 12 февруари в списанието Neuron.
Минали изследвания вече показват, че да останеш в съзнание, включва дейност, разпространена в целия мозък, но работата на нейния екип показва, че централният страничен таламус вероятно играе ключова роля, каза тя.
Какво означава „съзнание“
Важно е да се разбере, че в контекста на това изследване „съзнанието“ се отнася повече или по-малко до будност.
"Думата" съзнание "има много дефиниции", казва Майкъл Грациано, невролог в Принстънския университет, който не е участвал в изследването. "Един от начините да се мисли за съзнанието е от клинична гледна точка на будността, възбудата и отзивчивостта към стимулите. В този смисъл спящите хора не са в съзнание и хората в кома също не са."
И не е напълно ясно защо или как хората преминават напред-назад между тези държави. Това проучване представлява „елегантна работа“ по тази трудна тема, според неврологът от Университета на Минесота Сара Хайлброннер, която също не участва в изследването.
Тази работа е фокусирана върху тесен въпрос: Какво кара хората да станат съзнателни?
"Съществува обаче различна концепция за съзнанието, която е много по-трудна за изучаване: субективният опит, който идва с някои случаи на обработка на информация в мозъка, компонентът" какво се чувства "като част от нашия вътрешен живот", казва Грациано пред Live Science , "Изследвания като настоящото не се занимават с този тип съзнание."
Спусък в мозъка
Хайлброннер каза, че проучването на маймуни е последвало от завладяващо по-ранно проучване, включващо хора.
През август 2007 г. изследователи от Медицинския колеж Вайл Корнел в Ню Йорк публикуват новаторско проучване в списанието Nature. Един от пациентите им е прекарал месеци в болница в „минимално съзнателно състояние“ след травма на мозъка. Човекът най-вече не беше наясно със своето обкръжение, но понякога ставаше по-осъзнат и активен. Спекулирайки, че състоянието му може да включва някаква „дезактивация“ на важни мрежи в мозъка му, те имплантират електроди, които стимулират централния му таламус - и отчитат значителни подобрения в нивото му на съзнание.
В новото проучване на маймуни Рединбоу и нейният екип взеха нещата много по-далеч.
Използвайки електроди, изследователите изпращали малки електрически импулси в различни области на мозъка на маймуните, когато те са заспали или успокояващи, използвайки няколко вида анестезия. Най-вече маймуните останаха заспали. Но изпращането на импулс с определена честота към централния страничен таламус събуди маймуните - дори от дълбока упойка - и им позволи да изживеят света.
"Сближаващите доказателства от съня и множество форми на анестезия са особено впечатляващи, тъй като знаем, че те имат различни механизми на действие", каза Хайлброннер.
С други думи, не заспивате по същите причини, когато губите съзнание под упойка, а различните форми на анестезия действат по различни начини.
Но различните форми на анестезия и сън "очевидно се сближават по тази верига в тяхното въздействие върху съзнанието", каза Хайлброннер.
Записвайки от мозъка на маймуните, когато те се движеха напред-назад между съзнателно и несъзнавано състояние, изследователите стесняха съзнанието до две ключови съставки.
"Съзнанието винаги съвпадаше с два активирани пътя", казва Рединбоу пред Live Science.
Една от тези критични вериги носи сензорна информация от таламуса до мозъчната кора, мозъчната област, която прави много форми на сложно мислене. Както тази верига, така и друг път - този, който "носи обратна връзка относно прогнозите, приоритетите на вниманието и целите в обратна посока" - е необходим, за да бъде активно съзнанието, каза Рединбо.
Централният страничен таламус, заключиха изследователите, вероятно играе ключова роля за активирането и поддържането на тези два пътя. Изглежда, че действа като спусък.
Това изследване не е полезно само от чисто научна гледна точка, каза Рединбо. Измислянето как точно работи съзнанието може да помогне за подобряване на анестезията и да доведе до нови лечения за хора с нарушения на съзнанието, като човекът от изследването на Weill Cornell Medical College.
Тази връзка между активността в таламуса и кората е особено интересна за медицинско лечение, каза Хайлброннер.
В сравнение с таламуса „мозъчната кора също е по-привлекателна мишена“, каза тя. Това е така, защото неинвазивните лечения, като транскраниална магнитна стимулация, могат да достигнат до повърхността на кората, но те не могат да стигнат до таламуса, който е погребан дълбоко в мозъка, точно над мозъчния ствол. „Може би, изграждайки модел на схема като този, бихме могли да неинвазивно да повлияем и на двамата“, каза Хайлброннер.
Въпреки възможностите, има причина да проверите двойно резултатите, каза Лаура Фернандес, невролог в университета в Лозана в Швейцария.
"Прави се на две маймуни. Много малка проба", каза Фернандес пред Live Science. "Би било хубаво да се опита при гризачи с проба с по-голям брой." Изследователите също трябва да проверят двойно местоположението на електродите, поставени в мозъка, за да се уверят, че те наистина активират централния латерален таламус, а не други близки мозъчни области, добави Фернандес.
Все пак, тя посочи, резултатите се вписват в съзвучие с резултатите от скорошно проучване при гризачи; тази книга, публикувана през юни 2018 г. в списанието //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, предполага, че има някъде в таламуса „превключване“ на будността.
