Команда исследователей нашла «двигатель сознания» в мозге - область, где, по крайней мере у обезьян, даже небольшой скачок заставит их проснуться от анестезии.
Сознание это загадка. Мы не знаем наверняка, почему существа иногда бодрствуют, а иногда спят, или какие механизмы в мозге наиболее важны для сознательного состояния. В этой новой статье, однако, исследователи нашли некоторые важные подсказки. Используя электроды в мозге бодрствующих и спящих макак, а также макак под различными формами анестезии, команда нашла два ключевых пути в сознании обезьян для сознания. Исследователи также обнаружили определенную область мозга, которая, по-видимому, запускает эти пути, например, двигатель, который они могут запустить, используя несколько узкоспециализированных соединительных кабелей. Этот регион известен как центральный боковой таламус.
Но это не значит, что они нашли место сознания в мозге.
«Маловероятно, что сознание является специфическим для одного места в мозге», - говорит Мишель Рединбо, аспирант по психологии в Университете Висконсин-Мэдисон и ведущий автор статьи, опубликованной 12 февраля в журнале Neuron.
Предыдущие исследования уже показали, что сохранение сознания включает в себя деятельность, распространяющуюся по всему мозгу, но работа ее команды демонстрирует, что центральный боковой таламус, вероятно, играет ключевую роль, сказала она.
Что означает «сознание»
Важно понимать, что в контексте этого исследования «сознание» более или менее относится к бодрствованию.
«Слово« сознание »имеет много определений», - сказал Майкл Грациано, нейробиолог из Принстонского университета, который не участвовал в исследовании. «Один из способов думать о сознании - это с клинической точки зрения бодрствование, возбуждение и восприимчивость к стимулам. В этом смысле спящие люди не сознательны, а люди в коме тоже нет».
И не совсем понятно, почему или как люди переключаются между этими состояниями. Это исследование представляет собой «элегантную работу» на эту сложную тему, считает нейробиолог из Миннесотского университета Сара Хейлброннер, которая также не участвовала в исследовании.
Эта работа сосредоточена на узком вопросе: что заставляет людей становиться сознательными?
«Однако существует другая концепция сознания, которую гораздо сложнее изучать: субъективный опыт, который приходит с некоторыми случаями обработки информации в мозге,« как это ощущается », компонент нашей внутренней жизни», - сказал Грациано в интервью Live Science. , «Исследования, подобные нынешнему, не затрагивают этот тип сознания».
Триггер в мозге
Хейлброннер сказал, что исследование на обезьянах развивает убедительное раннее исследование с участием людей.
В августе 2007 года исследователи из медицинского колледжа Вейл Корнелл в Нью-Йорке опубликовали новаторское исследование в журнале Nature. Один из их пациентов провел месяцы в больнице в «минимально сознательном состоянии» после черепно-мозговой травмы. Человек в основном не знал о своем окружении, но иногда становился более сознательным и активным. Предполагая, что его состояние может включать некоторую «недоразвитость» важных сетей в его мозгу, они имплантировали электроды, которые стимулировали его центральный таламус, и сообщили о значительном улучшении его уровня сознания.
В новом исследовании обезьян Рединбо и ее команда продвинулись намного дальше.
Используя электроды, исследователи посылали небольшие электрические импульсы в различные области мозга обезьян, когда они спали или успокаивались, используя несколько видов анестезии. В основном обезьяны спали. Но посылка импульса с определенной частотой в центральный боковой таламус разбудила обезьян - даже от глубокой анестезии - и позволила им испытать мир.
«Сходящиеся данные о сне и множественных формах анестезии особенно впечатляют, поскольку мы знаем, что у них разные механизмы действия», - сказал Хейльброннер.
Другими словами, вы не засыпаете по тем же причинам, по которым теряете сознание под наркозом, а разные формы наркоза работают по-разному.
Но различные формы анестезии и сна "очевидно сходятся в этом контуре в их эффектах на сознание", сказал Хейльброннер.
Делая запись из мозга обезьян, когда они переходили назад и вперед между сознательным и бессознательным состояниями, исследователи сузили сознание до двух ключевых компонентов.
«Сознание всегда совпадало с двумя активированными путями», - сказал Рединбог в прямом эфире.
Один из этих критических контуров передает сенсорную информацию от таламуса к коре головного мозга, области мозга, которая выполняет множество форм сложного мышления. По словам Рединбау, и этот контур, и другой путь - тот, который «несет обратную связь о предсказаниях, приоритетах внимания и целях в обратном направлении» - должны быть активными для функционирования сознания.
Исследователи пришли к выводу, что центральный боковой таламус играет ключевую роль в активизации и поддержании этих двух путей. Кажется, он действует как спусковой крючок.
Это исследование не полезно только с чисто научной точки зрения, сказал Рединбо. Выяснение того, как именно работает сознание, может помочь улучшить анестезию и привести к новым методам лечения людей с расстройствами сознания, как, например, человек из исследования Медицинского колледжа Уэйлла Корнелла.
Эта связь между активностью таламуса и коры особенно интересна для лечения, сказал Хейльброннер.
По сравнению с таламусом, «кора головного мозга также является более привлекательной мишенью», сказала она. Это связано с тем, что неинвазивные методы лечения, такие как транскраниальная магнитная стимуляция, могут достигать поверхности коры головного мозга, но они не могут достичь таламуса, который похоронен глубоко в мозгу, прямо над стволом мозга. «Возможно, построив модель схемы, подобную этой, мы могли бы неинвазивно воздействовать на них обоих», - сказал Хейльброннер.
Несмотря на возможности, есть причина перепроверить результаты, сказала Лора Фернандес, нейробиолог из Университета Лозанны в Швейцарии.
«Это сделано двумя обезьянами. Очень маленький образец», - сказал Фернандес в интервью Live Science. «Было бы неплохо попробовать на грызунах с большим количеством образцов». Исследователи также должны перепроверить местоположение электродов, помещенных в мозг, чтобы убедиться, что они действительно активируют центральный боковой таламус, а не другие близлежащие области мозга, добавил Фернандес.
Тем не менее, она указала, результаты точно соответствуют результатам недавнего исследования на грызунах; В этой статье, опубликованной в июне 2018 года в журнале //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, предполагалось, что где-то в таламусе есть «переключатель» бодрствования.
