Невробиолози се приближиха до разгадаването на това къде „живее” човешкото съзнание

Международен екип от канадски и британски учени са провели изследване за изясняване процесите, „отговарящи” за човешкото съзнание, а също така областите в мозъка, участващи в неговото формиране. Резултатите от изследването са публикувани в изданието Nature Communications.

Невробилогът Ейдриан Оуен (Adrian Owen) от Университета на Западно Онтарио в Канада от много години се занимава с изследвания за изясняване феномена на човешкото съзнание. През 2006 година експерименти с негово участие за пръв път демонстрираха , че така наречената функционална магнитно-резонансна томография (фМТР или невровизуализация) е способна да определи признаци на съзнание при някои пациенти, намиращи се във вегетативно състояние. Това състояние представлява нарушаване на съзнанието на пациента най-често в резултат на тежка черепно-мозъчна травма, при което човек загубва връзка с външния свят. При това някои прости двигателни рефлекси се съхраняват, а вътрешните органи продължават да функционират.

Но при някои пациенти съзнанието все пак може да се съхрани. Например, в отговор на зададени въпроси или на събития, случващи се около тях, те реагират чрез изменение на мозъчната активност, въпреки че външни признаци за осъзнатост не се наблюдават.

Въпреки това важно откритие, е останал един важен и неизучен въпрос, който занимава умовете на учените и до днес. Защо при едни пациенти такъв, било то и минимален, контакт с външния свят се съхранява, а при други напълно изчезва?

В търсене на отговор, в новото изследване канадските учени обединили усилията си със свои колеги от Кеймбриджкия университет.

Международната изследователска група отново използвала методите на невровизуализацията. Учените сравнявали активността на мозъка на 71 пациента, намиращи се във вегетативно състояние с процесите, протичащи в централната нервна система на 16 здрави доброволци.

За да се създадат еднакви условия на всички участници в експеримента, учените вкарвали здравите доброволци в дълбок сън посредством препарата пропофол, явяващ се мощен сънотворен препарат. Обикновено той се използва в началните етапи на анестезия при хирургически операции.

„Ние искахме да определим специфичното състояние на главния мозък, свързано със съзнанието и обратно, когато то отсъства. Очевидно , ние не можехме да „контролираме” съзнанието на пациентите във вегетативно състояние. За сметка на това, такъв контрол е възможен при здрави хора, намиращи се под наркоза”. – обяснява в прес-релийза на университета професор Оуен.

Канадските специалисти са събирали данни от фМРТ-сканиранията на здравите участници, а техните колеги от Кеймбридж се занимавали с изследването на пациенти с тежки увреждания на главния мозък.

По думите на невробиолозите, най-впечатляващият резултат от проведените изследвания е това, че получените резултати от двете страни на Атлантческия океан много си приличали.

Учените си изяснили, че загубата на съзнание (било то заради анестезия или черепно-мозъчна травма на главния мозък) е съпроводена с намаляване на функционалното разнообразие и влошаване на възможностите на мозъка да преработва постъпващата информация.

Както обясняват авторите на изследването, функционалното разнообразие и способността да се усвояват външни импулси е онова свойство на главния мозък, което отразява количеството информация, циркулираща между различните му области.

По думите на учените, именно влошаването (или пълното изключване) на тези две сложни характеристики води до частична или абсолютна загуба на съзнанието.

По друг начин казано, интензивността на обработване на постъпващите отвън сигнали и способността на мозъка да усвоява получената информация служат като невробиологичен маркер за нивото на съзнание, на неговия така наречен „отпечатък” в главния мозък.

Важно е да се отбележи, че признаците за нарушено взаимодействие в невронните мрежи, констатирани при фМРТ-сканирането, се наблюдават в аналогични участъци на мозъка при травмираните и здравите участници в изследването.

Освен това благодарение на невровизуализацията канадските и британски учени открили кои структури на мозъка играят ключова роля при поддържането на съзнанието.

Оказало се, че не само количеството информация, „превъртаща” се в кората на главния мозък определя нашето съзнание, но и активността на информационния обем между кората и таламуса.

Таламусът е изключително важна структура, разположена дълбоко в главния мозък. Неговата задача се състои в предаването на сигнали от всички сетивни органи с изключение на обонянието към „висшия център за управление” – кората на главния мозък.

„Ние все още сме в начален етап, но получените резултати показват как нашия мозък генерира съзнателно възприятие на света и какво се случва, когато съзнанието не работи. Това е важна крачка в нашия стремеж да разберем защо някои пациенти, намиращи се във вегетативно състояние, всъщност осъзнават всичко, което се случва около тях” – добавя професор Оуен.