Tyrėjų komanda smegenyse rado „sąmonės variklį“ - regioną, kuriame bent jau beždžionėms net šiek tiek pradėjus šokinėti, jie privers atsibusti nuo anestezijos.
Sąmonė yra paslaptis. Mes tiksliai nežinome, kodėl būtybės kartais atsibunda, o kartais miega, ar kokie smegenų mechanizmai yra patys svarbiausi sąmoningai būsenai. Tačiau šiame naujame darbe tyrėjai pateikė keletą svarbių užuominų. Naudodama elektrodus prabudusių ir miegančių makakų smegenyse, taip pat makakus, naudojamus skirtingomis anestezijos formomis, komanda rado du pagrindinius sąmoningumo kelius beždžionių smegenyse. Tyrėjai taip pat nustatė specifinį smegenų regioną, kuris, atrodo, eina tuos kelius, kaip variklis, kuriuo jie galėtų pradėti naudoti labai specializuotus jungiamuosius laidus. Šis regionas yra žinomas kaip centrinis šoninis talas.
Bet tai nereiškia, kad jie smegenyse rado sąmonės vietą.
„Vargu, ar sąmonė būdinga vienai smegenų vietai“, - teigė Michelle Redinbaugh, Viskonsino-Madisono universiteto psichologijos magistrantė ir pagrindinė šio straipsnio autorė, vasario 12 d. Paskelbta žurnale „Neuron“.
Ankstesni tyrimai jau parodė, kad sąmoningumas reiškia veiklą, paplitusią per visas smegenis, tačiau jos komandos darbas rodo, kad tikriausiai svarbiausią vaidmenį vaidina centrinis šoninis talamas.
Ką reiškia „sąmonė“
Svarbu suprasti, kad šio tyrimo kontekste „sąmonė“ daugiau ar mažiau reiškia pabudimą.
„Žodis„ sąmonė “turi daugybę apibrėžimų“, - teigė Michaelas Graziano, Princetono universiteto neurologas, nedalyvavęs tyrime. "Vienas iš būdų galvoti apie sąmonę yra klinikinis pabudimo, susijaudinimo ir reagavimo į dirgiklius perspektyvos. Šia prasme miegantys žmonės nėra sąmoningi, o komoje esantys žmonės taip pat nėra."
Ir nėra visiškai aišku, kodėl ir kaip žmonės keičiasi pirmyn ir atgal iš vienos valstybės į kitą. Pasak Minesotos universiteto neurologės Sarah Heilbronner, kuri taip pat nedalyvavo tyrime, šis tyrimas parodo „elegantišką darbą“ šia sunkia tema.
Šis darbas sutelktas į siaurą klausimą: kas verčia žmones tapti sąmoningais?
"Tačiau yra daug sunkiau ištirti kitokią sąmonės sampratą: subjektyvi patirtis, susijusi su kai kuriais informacijos apdorojimo smegenyse atvejais," kas tai jaučia "mūsų vidinio gyvenimo sudedamąja dalimi", - Graziano pasakojo „Live Science“. . "Tyrimai, tokie kaip dabartiniai, nenagrinėja šio tipo sąmonės."
Trigeris smegenyse
Heilbronneris teigė, kad beždžionių tyrimas tęsiasi po įtikinamo ankstesnio tyrimo, kuriame dalyvavo žmonės.
2007 m. Rugpjūčio mėn. Niujorko miesto Weill Cornell medicinos koledžo tyrėjai paskelbė novatorišką tyrimą žurnale „Nature“. Vienas jų pacientas praleido mėnesius ligoninėje, būdamas „minimaliai sąmoningos būklės“ po traumos smegenų traumos. Vyras beveik nežinojo apie savo aplinką, tačiau kartais tapdavo sąmoningesnis ir aktyvesnis. Spėliodami, kad jo būklė gali būti susijusi su tam tikru svarbių smegenų tinklų „nukenksminimu“, jie implantavo elektrodus, kurie stimuliavo jo centrinį talamą, ir pranešė apie reikšmingą jo sąmonės lygio pagerėjimą.
Naujame beždžionių tyrime Redinbaugh ir jos komanda ėmėsi dalykų daug toliau.
Naudodamiesi elektrodais, tyrėjai siuntė mažus elektrinius impulsus į skirtingas beždžionių smegenų sritis, kai jie miegodavo ar sedatyvūs, naudodamiesi kelių rūšių nejautra. Dažniausiai beždžionės miegojo. Bet tam tikro dažnio impulso siuntimas į centrinį šoninį talamą pažadino beždžiones - net nuo gilios anestezijos - ir leido joms patirti pasaulį.
„Susiliejantys miego ir įvairių anestezijos formų įrodymai yra ypač įspūdingi, nes mes žinome, kad jie turi skirtingus veikimo mechanizmus“, - teigė Heilbronneris.
Kitaip tariant, jūs nemiegate dėl tų pačių priežasčių, dėl kurių netenkate sąmonės, kai naudojama anestezija, o skirtingos anestezijos formos veikia skirtingai.
Tačiau skirtingos anestezijos ir miego formos „akivaizdžiai susilieja su šia grandine ir daro įtaką sąmonei“, - teigė Heilbronneris.
Įrašydami iš beždžionių smegenų, eidami pirmyn ir atgal tarp sąmoningų ir nesąmoningų būsenų, tyrėjai susiaurino sąmonę iki dviejų pagrindinių ingredientų.
„Sąmonė visada sutapo su dviem aktyviais būdais“, - „Live Science“ pasakojo Redinbaugh.
Viena iš šių kritinių grandinių perduoda jutiminę informaciją iš thalamus į smegenų žievę - smegenų sritį, kuri daro daugelį sudėtingo mąstymo formų. Kad ta sąmonė funkcionuotų, tiek ta grandinė, tiek kitas kelias - tas, kuris „teikia grįžtamąjį ryšį apie prognozes, dėmesio prioritetus ir tikslus priešinga kryptimi“ - turėjo būti aktyvus, kad sąmonė galėtų veikti.
Mokslininkai padarė išvadą, kad centrinis šoninis talamas vaidina pagrindinį vaidmenį suaktyvinant ir palaikant šiuos du kelius. Atrodo, kad tai suveikia.
Šis tyrimas nėra naudingas tik grynai moksliniu požiūriu, sakė Redinbaugh. Tai, kaip tiksliai veikia sąmonė, galėtų padėti pagerinti anesteziją ir paskatinti naujus gydymo būdus žmonėms, turintiems sąmonės sutrikimų, pavyzdžiui, Weill Cornell medicinos koledžo tyrime dalyvavęs vyras.
Šis ryšys tarp talamus ir žievės yra ypač įdomus gydant, sakė Heilbronneris.
Palyginti su talamu, „smegenų žievė taip pat yra patrauklesnis taikinys“, - sakė ji. Taip yra todėl, kad neinvaziniai gydymo būdai, tokie kaip transkranijinė magnetinė stimuliacija, gali pasiekti žievės paviršių, tačiau jie negali pasiekti talamos, kuri yra palaidota giliai smegenyse, tiesiai virš smegenų kamieno. „Galbūt sukurdami tokį grandinės modelį, koks yra šis, mes galėtume neinvaziškai paveikti juos abu“, - sakė Heilbronneris.
Nepaisant galimybių, yra priežasčių dar kartą patikrinti radinius, - sakė Lausanne Fernandez, Lozanos universiteto Šveicarijoje neurologė.
"Tai padaryta su dviem beždžionėmis. Labai mažai pavyzdžių", - "Live Science" pasakojo Fernandezas. Būtų malonu išbandyti graužikus su didesnio skaičiaus mėginiu. Tyrėjai taip pat turėtų dar kartą patikrinti smegenyse esančių elektrodų vietą, kad įsitikintų, jog jie tikrai suaktyvina centrinį šoninį talamą, o ne kitus artimus smegenų regionus “, - pridūrė Fernandezas.
Vis dėlto, ji pabrėžė, rezultatai tiksliai sutampa su neseniai graužikams atlikto tyrimo rezultatais; tas darbas, paskelbtas 2018 m. birželio mėn. žurnale //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, pasiūlė, kad kažkur talame yra budrumo „jungiklis“.
