Giliai smegenyse atrastas sąmonės įjungimo ir išjungimo jungiklis

Vieną akimirką jūs sąmoningas, kitą – jau nebe. Pirmą kartą mokslininkams pavyko išjungti sąmonę, elektra stimuliuojant vieną smegenų regioną.mg22329762.700-1_300

Mokslininkai ilgiau nei šimtmetį tyrė įvairias smegenų sritis, aiškindamiesi jų funkcijas, paveikdami jas elektra ir ir laikinai nutraukdami jų veikimą. Tačiau jiems niekada neišėjo išjungti sąmonės – iki šiol.

Nors tirtas tik vienas žmogus, atradimas rodo, kad viena sritis – užtvara (claustrum) – gali apjungti atskirų smegenų dalių veikimą į nematomą minčių, pojūčių ir emocijų paketą. Tai dar žingsniu priartina prie atsakymo į klausimą, neraminusį mokslininkus ir filosofus tūkstančius metų – o būtent, kaip randasi sąmoningas suvokimas.

29762701

Yra daugybė teorijų, bet daugelis sutaria, kad sąmoningumas turi integruoti keleto smegenų sričių tinklus, taip leidžiant suvokti aplinką kaip vieningą potyrį, o ne kaip atskirus jutimus.

Vienas šios idėjos šalininkų buvo Francisas Crickas, vienas iš neuromokslo pionierių, anksčiau savo karjeroje nustatęs DNR struktūrą. Likus vos kelioms dienoms iki mirties 2004 metų liepą, Crickas rengė darbą, iškeliantį mintį, kad sąmoningumui reikia savotiško dirigento, kuris apjungtų įvairius išorinius ir vidinius pojūčius.

Su kolega Christofu Kochu Alleno smegenų mokslų institute Seattle’e, jis iškėlė hipotezę, kad šis dirigentas turėtų sparčiai integruoti įvairių smegenų sričių informaciją ir ateinančią skirtingu laiku. Pavyzdžiui, informacija apie rožės kvapą ir spalvą, pavadinimą ir progą gali būti apjungti į vieną potyrį apie Valentino dienos proga gautą rožę.

Jie spėjo, kad užtvara – plona, plokščia struktūra, glūdinti giliai smegenyse – idealiai tinka tokiai užduočiai (Philosophical Transactions of The Royal Society B, doi.org/djjw5m).

Dabar panašu, kad Crickas ir Kochas spėjo teisingai. Praeitą savaitę publikuotame tyrime, Mohamadas Koubeissi iš George Washington universiteto Vašingtone, Kolumbijos apygardoje su kolegomis aprašė, kaip jiems pavyko išjungti ir įjungti moters sąmonę, stimuliuojant jos užtvarą. Moteris serga epilepsija, todėl komanda naudojo giliai smegenyse įterptus elektrodus, kad galėtų fiksuoti įvairių smegenų regionų signalus ir nustatyti, iš kur kyla jos traukuliai. vienas elektrodas buvo šalia užtvaros, srities, kuri niekada anksčiau nebuvo stimuliuota.

Kai komanda paveikė tą sritį aukšto dažnio elektros impulsais, moteris prarado sąmonę. Ji nustojo skaityti ir beprasmiškai spoksojo į erdvę, nereagavo į garsines ar vaizdines komandas ir jos kvėpavimas sulėtėjo. Vos baigus stimuliuoti, ji iškart atgavo sąmonę ir įvykio neprisiminė. Tas pats nutikdavo kiekvieną kartą, kai per dvi eksperimento dienas būdavo stimuliuojama ši sritis (Epilepsy and Behavior, doi.org/tgn).

Tam, kad būtų patvirtinta, jog buvo paveikiama moters sąmonė, o ne vien jos gebėjimas kalbėti ar judėti, komanda, prieš pradėdama stimuliaciją, paprašydavo jos kartoti žodį „namas“ arba spragsėti pirštais. Jei stimuliacija būtų trikdžiusi smegenų sritį, atsakingą už judėjimą ar kalbą, ji būtų nustojusi judėti ar kalbėti praktiškai iškart. Tačiau ji palengva kalbėdavo vis tyliau ir arba judėdavo vis mažiau ir mažiau, kol panirdavo į visišką nesąmoningumą. Kadangi eksperimento metu ar po jo nebuvo epileptinio smegenų aktyvumo ženklų, komanda įsitikino, kad tai nėra pašalinis trauklių poveikis.

Koubeissi’io nuomone, rezultatai iš tiesų rodo, kad užtvara vaidina pagrindinį vaidmenį sąmoningumo suvokime. „Palyginčiau tai su automobiliu,“ sako jis. „Daug važiuojančio automobilio dalių, prisideda prie šio judėjimo – kuras, transmisija, variklis – bet yra tik vienas taškas, kur pasuki raktelį, ir viskas įsijungia ir veikia drauge. Taigi, nors sąmonė yra sudėtingas procesas, kuriamas daugelio struktūrų ir tinklų – gali būti, kad radome raktelį.“

Pabudęs, bet nesąmoningas

Kaip bebūtų keista, Koubeissi’io komanda išsiaiškino, kad moters sąmonės praradimas buvo susijęs su didesniu elektrinio aktyvumo, t. y. smegenų bangų, sichroniškumu priekinėse ir šoninėse smegenų srityse, dalyvaujančiose sąmoningumo suvokime. Nors manoma, kad skirtingos smegenų sritys sinchronizuoja aktyvumą tam, kad susietų skirtingus potyrio aspektus, per daug sinchronizavimo, panašu, yra blogai. Smegenys negali atskirti vieno aspekto nuo kito ir bendras patyrimas neatsiranda.

Kadangi panašios smegenų bangos būdingos ir vykstant epileptiniams traukuliams, Koubeissi’io komanda planuoja išsiaiškinti, ar taikant užtvarai mažesnio dažnio stimuliaciją, jie gali normalizuotis. Tai netgi gali būti verta išbandyti su minimaliai sąmoningos būklės žmonėmis, sako jis. „Galbūt galėtume pabandyti stimuliuoti šį regioną ir taip pasistengti išstumti juos iš tokios būklės.“

Anil Seth, tyrinėjantis sąmonę Sussexo universitete, JK, perspėja, kad turime atsargiai interpretuoti vienetinio atvejo tyrimus. Gydant moterį nuo epilepsijos, jai buvo pašalinta dalis hipokampo, tad jos smegenys neatstovauja „normalių“ smegenų, perspėja jis.

Tačiau pažymi, kad įdomus šio tyrimo aspektas buvo tas, kad asmuo nemiegojo. „Paprastai, vertindami sąmoningumo būklę, lyginame būdravimą su miegu, ar komą su vegetatyvine būsena ar anestezija.“ Dažniausiai būna būdravimo ir sąmoningumo pokyčiai, bet ne šį kartą, pabrėžia Seth. „Tad, nors tai ir vienetinio atvejo tyrimas, jis gali suteikti gana daug informacijos apie tai, kas vyksta, kai pasirinktinai keičiamas vien sąmoningumas.“

„Francisas būtų buvęs labai patenkintas,“ sako Kochas, kuriam Cricko žmona pasakojo, kad gulėdamas mirties patale, Crickas haliucinavo ginčą su Kochu apie užtvarą ir jos ryšį su sąmone.

„Galiausiai, žinodami, kaip sąmonė kuriama ir kurios smegenų dalys tame procese dalyvauja, galėsime suprasti, kas ją turi, o kas ne,“ sako Kochas. „Ar robotai ją turi? O embrionai? O katės ar šunys ar kirminai? Šis tyrimas neįtikėtinai intriguojantis, tačiau tėra viena plyta dideliame sąmonės būste, kurį stengiamės pastatyti.“


Helen Thomson
New Scientist № 2976

http://www.newscientist.com/article/mg22329762.700-consciousness-onoff-switch-discovered-deep-in-brain.html

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *