O echipă de cercetători a găsit un „motor al conștiinței” în creier - o regiune în care, cel puțin, în maimuțe, chiar și un mic salt de pornire îi va face să se trezească din anestezie.
Conștiința este un mister. Nu știm cu siguranță de ce creaturile sunt uneori trează și alteori adormite, sau care mecanisme din creier sunt cele mai importante pentru o stare conștientă. În această nouă lucrare, însă, cercetătorii au prezentat câteva indicii importante. Folosind electrozi de-a lungul creierului macacurilor treaz și somn, precum și macaci sub diferite forme de anestezie, echipa a găsit două căi cheie în creierul maimuțelor pentru conștiință. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, o regiune specifică a creierului, care pare să facă aceste căi, cum ar fi un motor pe care l-ar putea începe să folosească cabluri extrem de specializate. Această regiune este cunoscută sub numele de talamus lateral central.
Dar asta nu înseamnă că au găsit scaunul conștiinței în creier.
„Este puțin probabil ca conștiința să fie specifică unei singure locații în creier”, a declarat Michelle Redinbaugh, o studentă absolvită în psihologie la Universitatea din Wisconsin-Madison și autorul principal al lucrării, publicată pe 12 februarie în revista Neuron.
Cercetările anterioare au arătat deja că a rămâne conștient implică o activitate răspândită pe întregul creier, dar munca echipei sale demonstrează că talamusul lateral central joacă probabil un rol cheie, a spus ea.
Ce înseamnă „conștiință”
Este important să înțelegem că, în contextul acestui studiu, „conștiința” se referă mai mult sau mai puțin la a fi treaz.
„Cuvântul„ conștiință ”are multe definiții”, a spus Michael Graziano, un neurolog în cadrul Universității Princeton care nu a fost implicat în studiu. "O modalitate de a gândi conștiința este dintr-o perspectivă clinică de veghe, excitare și receptivitate la stimuli. În acest sens, persoanele adormite nu sunt conștiente, iar oamenii în comă nu sunt, de asemenea,".
Și nu este clar în întregime de ce sau cum oamenii se schimbă înainte și înapoi între aceste state. Acest studiu reprezintă „munca elegantă” pe acest subiect dificil, potrivit neuroștiinței de la Universitatea din Minnesota, Sarah Heilbronner, care, de asemenea, nu a fost implicată în cercetare.
Această lucrare este axată pe o întrebare restrânsă: Ce face oamenii să devină conștienți?
„Există, însă, o concepție diferită a conștiinței mult mai dificil de studiat: experiența subiectivă care vine cu unele cazuri de procesare a informațiilor în creier, componenta„ cum se simte ”a vieții noastre interioare”, a declarat Graziano pentru Live Science . „Studii precum cea actuală nu abordează acest tip de conștiință”.
Un declanșator în creier
Heilbronner a declarat că studiul maimuței urmărește un studiu convingător anterior care a implicat oameni.
În august 2007, cercetătorii de la Weill Cornell Medical College din New York au publicat un studiu inovator în revista Nature. Unul dintre pacienții lor a petrecut luni întregi într-un spital în „stare minim conștientă” după o leziune traumatică a creierului. Bărbatul nu știa mai ales de împrejurimile sale, dar uneori a devenit mai conștient și mai activ. Speculând că starea lui ar putea implica o anumită „underactivare” a rețelelor importante din creierul său, au implantat electrozi care i-au stimulat talamul central - și au raportat îmbunătățiri semnificative la nivelul conștiinței sale.
În noul studiu despre maimuță, Redinbaugh și echipa ei au dus lucrurile mult mai departe.
Folosind electrozi, cercetătorii au trimis mici impulsuri electrice în diferite zone ale creierului maimuțelor când dormeau sau sedau folosind mai multe tipuri de anestezie. În mare parte, maimuțele au rămas adormite. Dar trimiterea unui impuls cu o frecvență specifică către talamusul lateral central a trezit maimuțele - chiar și din anestezie profundă - și le-a permis să experimenteze lumea.
„Dovada convergentă din somn și din multiple forme de anestezie este deosebit de impresionantă, deoarece știm că acestea au mecanisme diferite de acțiune”, a spus Heilbronner.
Cu alte cuvinte, nu adormiți din aceleași motive pentru care pierdeți cunoștința sub anestezie și diferite forme de anestezie funcționează în moduri diferite.
Dar diferite forme de anestezie și somn "converg în aparență pe acest circuit în efectele lor asupra conștiinței", a spus Heilbronner.
Înregistrându-se din creierul maimuțelor în timp ce mergeau înainte și înapoi între stări conștiente și inconștiente, cercetătorii au redus conștiința la două ingrediente cheie.
"Conștiința a coincis întotdeauna cu două căi activate", a spus Redinbaugh pentru Live Science.
Unul dintre aceste circuite critice transportă informații senzoriale de la talam la cortexul cerebral, regiunea creierului care realizează multe forme de gândire complexă. Atât circuitul, cât și o altă cale - una care „poartă feedback despre predicții, priorități de atenție și obiective în sens invers” - trebuie să fie active pentru ca conștiința să funcționeze, a spus Redinbaugh.
Talamusul lateral central, au concluzionat cercetătorii, joacă probabil un rol cheie în activarea și menținerea celor două căi. Pare să acționeze ca un declanșator.
Această cercetare nu este utilă doar dintr-o perspectivă pur științifică, a spus Redinbaugh. Să descoperi exact modul în care funcționează conștiința ar putea ajuta la îmbunătățirea anesteziei și ar putea duce la noi tratamente pentru persoanele cu tulburări de conștiință, precum omul din studiul Colegiului Medical Weill Cornell.
Această legătură între activitatea din talamus și cortex este deosebit de interesantă pentru tratamentul medical, a spus Heilbronner.
Comparativ cu talamul, „cortexul cerebral este, de asemenea, o țintă mai atrăgătoare”, a spus ea. Acest lucru se datorează faptului că tratamentele neinvazive, cum ar fi stimularea magnetică transcraniană, pot ajunge la suprafața cortexului, dar nu pot ajunge la talam, care este îngropat în interiorul creierului, chiar deasupra tulpinii creierului. "Poate construind un model de circuit ca acesta, am putea să ne impactăm neinvaziv pe amândoi", a spus Heilbronner.
În ciuda posibilităților, există motive de a verifica dublu concluziile, a spus Lazura Fernandez, un neurolog în cadrul Universității de Lausanne din Elveția.
"S-a făcut în două maimuțe. Eșantion foarte mic", a spus Fernandez pentru Live Science. „Ar fi bine să încerci rozătoarele cu un eșantion cu număr mai mare”. Cercetătorii ar trebui, de asemenea, să verifice de două ori locația electrozilor plasați în creier, pentru a se asigura că activau cu adevărat talama laterală centrală și nu în alte regiuni ale creierului din apropiere, a adăugat Fernandez.
Totuși, a subliniat ea, rezultatele se potrivesc perfect cu cele ale unui studiu recent pe rozătoare; acea lucrare, publicată în iunie 2018 în jurnalul //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Natural Neuroscience, a sugerat că există un „schimb” de veghe undeva în talamus.
