Tím vedcov našiel v mozgu „motor vedomia“ - región, v ktorom aspoň u opíc spôsobí, že sa dokonca aj malý skokový štart prebudí z anestézie.
Vedomie je záhadou. Nevieme s istotou, prečo sú zvieratá niekedy hore a niekedy spia, alebo ktoré mechanizmy v mozgu sú najdôležitejšie pre vedomý stav. V tomto novom článku však vedci odhalili niekoľko dôležitých kľúčov. Použitím elektród cez mozog bdelých a spiacich makakov, ako aj makakov pod rôznymi formami anestézie, tím našiel vedomé dve mozgové mozgy opíc. Vedci tiež našli špecifickú oblasť mozgu, ktorá pravdepodobne vedie tieto cesty, podobne ako motor, ktorý by mohli začať používať niektoré vysoko špecializované prepojovacie káble. Táto oblasť je známa ako centrálny bočný talamus.
To však neznamená, že v mozgu našli sídlo vedomia.
„Je nepravdepodobné, že vedomie je špecifické pre jedno miesto v mozgu,“ uviedla Michelle Redinbaugh, postgraduálna študentka psychológie na University of Wisconsin-Madison a vedúca autorka článku, ktorá bola publikovaná 12. februára v časopise Neuron.
Minulý výskum už ukázal, že zotrvanie pri vedomí zahŕňa aktivitu šírenú po celom mozgu, ale práca jej tímu dokazuje, že centrálny laterálny talamus pravdepodobne hrá kľúčovú úlohu.
Čo znamená „vedomie“
Je dôležité pochopiť, že v kontexte tejto štúdie „vedomie“ znamená viac alebo menej bdelosť.
„Slovo„ vedomie “má veľa definícií,“ uviedol Michael Graziano, neurovedec na Princetonskej univerzite, ktorý sa štúdie nezúčastnil. „Jeden spôsob, ako myslieť na vedomie, je z klinického hľadiska bdelosť, vzrušenie a schopnosť reagovať na podnety. V tomto zmysle nie sú spiaci ľudia pri vedomí a ľudia v kóme tiež nie.“ “
A nie je úplne jasné, prečo alebo ako sa ľudia prepínajú medzi týmito štátmi. Podľa štúdie neurologička Sarah Heilbronner z University of Minnesota táto štúdia predstavuje „elegantnú prácu“ na túto náročnú tému, ktorá sa tiež nezúčastnila na výskume.
Táto práca je zameraná na úzku otázku: Čo vedie ľudí k vedomiu?
„Existuje však iná koncepcia vedomia, ktorá je oveľa ťažšie študovať: subjektívna skúsenosť, ktorá prichádza s niektorými prípadmi spracovania informácií v mozgu,„ čo to je “súčasťou nášho vnútorného života,” povedal Graziano pre Live Science. , „Štúdie, ako sú tie súčasné, sa nezaoberajú týmto typom vedomia.“
Spúšťač v mozgu
Heilbronner uviedol, že štúdia opíc nadväzuje na presvedčivú predchádzajúcu štúdiu s účasťou ľudí.
V auguste 2007 vedci z Weill Cornell Medical College v New Yorku uverejnili priekopnícku štúdiu v časopise Nature. Jeden z ich pacientov strávil mesiace v nemocnici v „minimálne vedomom stave“ po traumatickom poranení mozgu. Muž väčšinou nevedel o svojom okolí, ale niekedy sa stal viac vedomým a aktívnejším. Špekulovali, že jeho stav môže zahŕňať určitú „nedostatočnú aktiváciu“ dôležitých sietí v jeho mozgu, implantovali elektródy, ktoré stimulovali jeho centrálny talamus - a zaznamenali významné zlepšenie jeho úrovne vedomia.
V novej štúdii opíc Redinbaugh a jej tím urobili veci oveľa ďalej.
Vedci pomocou elektród zaslali malé elektrické impulzy do rôznych oblastí mozgu opíc, keď spali alebo sedatívali pomocou niekoľkých typov anestézie. Opice väčšinou spali. Vyslanie impulzu v určitej frekvencii do centrálneho laterálneho thalamu však opice prebudilo - dokonca aj z hlbokej anestézie - a umožnilo im zažiť svet.
„Konvergenčné dôkazy zo spánku a viacerých foriem anestézie sú obzvlášť pôsobivé, pretože vieme, že tieto mechanizmy majú rôzne mechanizmy účinku,“ uviedol Heilbronner.
Inými slovami, nezaspíte z rovnakých dôvodov, že pri anestézii strácate vedomie a rôzne formy anestézie fungujú rôznymi spôsobmi.
Rôzne formy anestézie a spánku „sa však v tomto obvode zjavne zbližujú, pokiaľ ide o ich účinky na vedomie,“ uviedol Heilbronner.
Vedci zaznamenali z mozgov opíc, keď sa pohybovali tam a späť medzi vedomými a nevedomými stavmi a obmedzili vedomie na dve kľúčové zložky.
„Vedomie sa vždy prekrývalo s dvoma aktivovanými cestami,“ povedal Redinbaugh pre Live Science.
Jeden z týchto kritických okruhov prenáša senzorické informácie z talamu do mozgovej kôry, oblasti mozgu, ktorá robí veľa foriem komplexného myslenia. Tento okruh a ďalšia cesta - cesta, ktorá „prináša spätnú väzbu o predpovedi, prioritách pozornosti a cieľoch v opačnom smere“ - musí byť aktívna, aby vedomie fungovalo, uviedla Redinbaugh.
Vedci dospeli k záveru, že centrálny laterálny talamus zohráva kľúčovú úlohu pri aktivácii a udržiavaní týchto dvoch ciest. Zdá sa, že pôsobí ako spúšťač.
Tento výskum nie je užitočný iba z čisto vedeckého hľadiska, uviedla Redinbaugh. Presne zistiť, ako vedomie funguje, by mohlo pomôcť zlepšiť anestéziu a viesť k novej liečbe ľudí s poruchami vedomia, ako je to v štúdii Weill Cornell Medical College.
Táto súvislosť medzi činnosťou v talame a kôre je zvlášť zaujímavá pre lekárske ošetrenie, povedal Heilbronner.
V porovnaní s talamom „mozgová kôra je tiež atraktívnejším cieľom,“ uviedla. Je to preto, že neinvazívne liečby, ako je transkraniálna magnetická stimulácia, sa môžu dostať na povrch kôry, ale nemôžu dosiahnuť talamus, ktorý je pochovaný hlboko v mozgu, tesne nad mozgovým kmeňom. „Možno by sme mohli vytvoriť model obvodu, ako je tento, neinvazívne ich ovplyvniť,“ povedal Heilbronner.
Napriek týmto možnostiam existuje dôvod na opätovné overenie týchto zistení, uviedla laura Fernandez, neurovedkyňa na Université de Lausanne vo Švajčiarsku.
"Je to vykonané v dvoch opiciach. Veľmi málo vzoriek," povedal Fernandez pre Live Science. „Bolo by pekné vyskúšať hlodavce so vzorkou väčšieho počtu.“ Vedci by tiež mali skontrolovať polohu elektród umiestnených v mozgu, aby sa ubezpečili, že skutočne aktivujú centrálny laterálny talamus a nie iné blízke mozgové oblasti, dodal Fernandez.
Napriek tomu zdôraznila, že výsledky sa úhľadne zhodujú s výsledkami nedávnej štúdie na hlodavcoch; tento dokument, publikovaný v júni 2018 v časopise //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, naznačil, že niekde v thalame existuje „prepínač“ bdelosti.
