Tim istraživača pronašao je "motor svijesti" u mozgu - područje u kojem će, barem kod majmuna, čak i mali početak skoka natjerati da se probude iz anestezije.
Svijest je misterija. Ne znamo sigurno zašto su stvorenja ponekad budna i ponekad spavaju, odnosno koji su mehanizmi u mozgu najvažniji za svjesno stanje. U ovom su novom istraživanju istraživači pronašli neke važne tragove. Koristeći elektrode kroz mozak budnih i uspavanih makaki, kao i makake pod različitim oblicima anestezije, tim je pronašao dva ključna putanja u mozgu majmuna za svijest. Istraživači su također otkrili specifičnu regiju mozga za koju se čini da se kreću tim putovima, poput motora koji bi mogli započeti koristiti neke usko specijalizirane skakače. Ta regija poznata je kao središnji bočni talamus.
Ali to ne znači da su u mozgu pronašli sjedište svijesti.
"Malo je vjerojatno da je svijest specifična za jedno mjesto u mozgu", rekla je Michelle Redinbaugh, studentica diplomirane psihologije na Sveučilištu Wisconsin-Madison i vodeća autorica rada, objavljenog 12. veljače u časopisu Neuron.
Dosadašnja istraživanja već su pokazala da ostati svjestan uključuje aktivnost koja se širi po cijelom mozgu, no rad njezinog tima pokazuje da središnji bočni talamus vjerojatno ima ključnu ulogu, rekla je.
Što znači "svijest"
Važno je razumjeti da se u kontekstu ove studije "svijest" manje-više odnosi na budnost.
"Riječ" svijest "ima mnogo definicija", rekao je Michael Graziano, neuroznanstvenik sa Sveučilišta Princeton koji nije bio uključen u studiju. "Jedan od načina razmišljanja o svijesti je iz kliničke perspektive budnosti, buđenja i reakcije na podražaje. U tom smislu ljudi koji spavaju nisu svjesni, a ljudi koji su u komi također nisu."
I nije posve jasno zašto ili kako ljudi prelaze naprijed i nazad između tih država. Ova studija predstavlja "elegantan rad" na toj teškoj temi, prema neuroznanstvenici sa Sveučilišta u Minnesoti Sarah Heilbronner, koja također nije bila uključena u istraživanje.
Taj je rad fokusiran na usko pitanje: Zašto ljudi postaju svjesni?
"Međutim, drugačija je koncepcija svijesti koja je mnogo teže proučiti: subjektivno iskustvo koje dolazi s nekim slučajevima obrade informacija u mozgu, komponenta našeg unutarnjeg života", kako to osjeća ", rekao je Graziano za Live Science , "Studije poput ove ne bave se ovom vrstom svijesti."
Okidač u mozgu
Heilbronner je rekao da studija majmuna slijedi na uvjerljivoj ranijoj studiji koja je uključivala ljude.
U kolovozu 2007., istraživači s medicinskog fakulteta Weill Cornell u New Yorku objavili su revolucionarnu studiju u časopisu Nature. Jedan od njihovih pacijenata proveo je mjesecima u bolnici u "minimalno svjesnom stanju" nakon traumatične ozljede mozga. Čovjek uglavnom nije bio svjestan svoje okoline, ali ponekad je postao svjesniji i aktivniji. Nagađajući da bi njegovo stanje moglo uključivati neku "deaktivaciju" važnih mreža u njegovom mozgu, implantirali su elektrode koje su stimulirale njegov središnji talamus - i izvijestile o značajnim poboljšanjima njegove razine svijesti.
U novom istraživanju majmuna, Redinbaugh i njezin tim uvelike su poboljšali stvari.
Koristeći elektrode, istraživači su slali male električne impulse u različita područja mozga majmuna kada su spavali ili sedati koristeći nekoliko vrsta anestezije. Uglavnom su majmuni spavali. Ali slanje impulsa točno određenom frekvencijom u središnji bočni talamus probudilo je majmune - čak i iz duboke anestezije - i omogućilo im da iskuse svijet.
"Zbližavanje dokaza spavanja i višestrukih oblika anestezije posebno je impresivno, budući da znamo da oni imaju različite mehanizme djelovanja", rekao je Heilbronner.
Drugim riječima, ne zaspite iz istih razloga zbog kojih gubite svijest pod anestezijom, a različiti oblici anestezije djeluju na različite načine.
Ali različiti oblici anestezije i spavanja "očigledno se konvergiraju u ovaj krug u utjecaju na svijest", rekao je Heilbronner.
Snimajući iz mozga majmuna kako su se kretali naprijed i nazad između svjesnog i nesvjesnog stanja, istraživači su svijest smanjili na dva ključna sastojka.
"Svijest se uvijek poklapala s dva aktivirana puta", rekao je Redinbaugh za Live Science.
Jedan od tih kritičnih sklopova nosi osjetilne informacije od talamusa do moždane kore, moždane regije koja čini mnogo oblika složenog razmišljanja. I taj krug i drugi put - onaj koji "nosi povratne informacije o predviđanjima, prioritetima pažnje i ciljevima u obrnutom smjeru" - bili su potrebni kako bi svijest mogla funkcionirati, rekao je Redinbaugh.
Središnji bočni talamus, zaključili su istraživači, vjerojatno igra ključnu ulogu u aktiviranju i održavanju ta dva puta. Čini se da djeluje kao okidač.
Ovo istraživanje nije korisno samo iz čisto znanstvene perspektive, rekao je Redinbaugh. Otkrivanje kako točno svijest djeluje moglo bi pomoći poboljšanju anestezije i dovesti do novih tretmana za osobe s poremećajima svijesti, poput čovjeka iz studije Weill Cornell Medical College.
Ta je veza između aktivnosti u talamu i korteksu posebno zanimljiva za medicinsko liječenje, rekao je Heilbronner.
U usporedbi s talamusom, "moždana kora je također privlačnija meta", rekla je. To je zato što neinvazivni tretmani, poput transkranijalne magnetske stimulacije, mogu doseći površinu korteksa, ali ne mogu doći do talamusa, koji je zakopan duboko u mozgu, tik iznad moždanog stabljike. "Možda bi izradom modela kruga poput ovog mogli neinvazivno utjecati na njih oboje", rekao je Heilbronner.
Unatoč mogućnostima, postoji razlog za dvostruku provjeru nalaza, rekao je Laura Fernandez, neuroznanstvenica sa švicarskog Université de Lausanne.
"Napravljeno je u dva majmuna. Vrlo malo uzorka", kazao je Fernandez za Live Science. "Bilo bi lijepo probati na glodavcima s uzorkom s većim brojem". Istraživači bi također trebali dvaput provjeriti položaj elektroda postavljenih u mozgu kako bi bili sigurni da zaista aktiviraju središnji bočni talamus, a ne druga obližnja područja mozga, dodao je Fernandez.
Ipak, istaknula je, rezultati se skladno uklapaju u rezultate nedavne studije na glodavcima; taj je članak, objavljen u lipnju 2018. u časopisu //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, sugerirao da postoji budnost "prebacivanje" negdje u talamu.
