Skupina raziskovalcev je v možganih našla "motor zavesti" - območje, kjer se bo pri opicah vsaj majhen skok začelo prebuditi iz anestezije.
Zavest je skrivnost. Ne vemo zagotovo, zakaj so bitja včasih budna in včasih spijo ali kateri mehanizmi v možganih so najpomembnejši za zavestno stanje. V tem novem prispevku so raziskovalci našli nekaj pomembnih namigov. Z uporabo elektrod prek možganov budnih in spečih makacij ter makakov pod različnimi oblikami anestezije je ekipa našla dve ključni poti v možganih opic zavesti. Raziskovalci so našli tudi določeno možgansko regijo, za katero se zdi, da te poti gredo, kot motor, s katerim bi lahko začeli uporabljati nekaj visoko specializiranih kabelskih skakalcev. To območje je znano kot osrednji bočni talamus.
Toda to ne pomeni, da so v možganih našli sedež zavesti.
"Ni verjetno, da bi bila zavest značilna za eno lokacijo v možganih," je dejala Michelle Redinbaugh, podiplomska študentka psihologije na univerzi Wisconsin-Madison in glavna avtorica prispevka, objavljenega 12. februarja v reviji Neuron.
Pretekle raziskave so že pokazale, da je pri zavesti vključena aktivnost, ki se širi po celotnih možganih, vendar njeno delo kaže, da ima osrednji bočni talamus ključno vlogo, je dejala.
Kaj pomeni "zavest"
Pomembno je razumeti, da se v okviru te študije "zavest" bolj ali manj nanaša na budnost.
"Beseda" zavest "ima veliko opredelitev," je dejal Michael Graziano, nevroznanstvenik z univerze Princeton, ki ni bil vključen v študijo. "Eden od načinov razmišljanja o zavesti je s kliničnega vidika budnosti, vzburjenosti in odzivnosti na dražljaje. V tem smislu uspavani ljudje niso zavestni in tudi ljudje v komi niso."
In ni povsem jasno, zakaj ali kako ljudje med temi državami prehajajo naprej in nazaj. Po mnenju nevroznanstvenika Univerze v Minnesoti Sarah Heilbronner, ki prav tako ni bila vključena v raziskavo, ta študija predstavlja "elegantno delo" na tej težki temi.
To delo je osredotočeno na ozko vprašanje: Kaj ljudi osvešča?
"Obstaja pa drugačen koncept zavesti, ki ga je veliko težje preučiti: subjektivna izkušnja, ki prihaja z nekaj primeri obdelave informacij v možganih, sestavni del našega notranjega življenja, kakšen je občutek," je Graziano povedal Live Science . "Študije, kot je današnja, te vrste zavesti ne obravnavajo."
Sprožilec v možganih
Heilbronner je dejal, da opičja študija sledi nadaljevanju izjemne študije, ki je vključevala ljudi.
Avgusta 2007 so raziskovalci z medicinskega kolidža Weill Cornell iz New Yorka objavili prelomno študijo v reviji Nature. Eden od njihovih bolnikov je po travmatični poškodbi možganov preživel mesece v bolnišnici v "minimalno zavestnem stanju". Moški se večinoma ni zavedal svoje okolice, včasih pa je postal bolj zavesten in aktiven. Špekulirali so, da bi lahko njegovo stanje vključevalo nekaj »neaktivacije« pomembnih omrežij v njegovih možganih, vsadili so elektrode, ki so spodbudile njegov osrednji talamus - in poročale o pomembnih izboljšavah njegove ravni zavesti.
Redinbaugh in njena ekipa so v novi študiji o opicah stvari popeljale veliko dlje.
Z uporabo elektrod so raziskovalci pošiljali majhne električne impulze v različna območja opicinih možganov, ko so spale ali sedirale z uporabo več vrst anestezije. Večinoma so opice spale. Toda pošiljanje impulza z določeno frekvenco centralnemu bočnemu talamusu je opice zbudilo - tudi iz globoke anestezije - in jim omogočilo, da izkusijo svet.
"Zbliževalni dokazi spanja in več oblik anestezije so še posebej impresivni, saj vemo, da imajo ti različni mehanizmi delovanja," je dejal Heilbronner.
Z drugimi besedami, ne zaspite iz istih razlogov, ko izgubite zavest pod anestezijo, različne oblike anestezije delujejo na različne načine.
Toda različne oblike anestezije in spanja "očitno konvergirajo to vezje v svojih učinkih na zavest," je dejal Heilbronner.
Snemanje iz možganov opic, ko so se med zavestnimi in nezavednimi stanji gibale naprej in nazaj, so zavestno zožile zavest na dve ključni sestavini.
"Zavest je vedno sovpadala z dvema aktiviranima potoma," je Redinbaugh povedal Live Science.
Eden od teh kritičnih vezij nosi senzorične informacije od talamusa do možganske skorje, možganske regije, ki izvaja številne oblike zapletenega razmišljanja. Redinbaugh je dejal, da je to vezje in druga pot - tista, ki "prinaša povratne informacije o napovedih, prioritetah pozornosti in ciljih v obratni smeri", da bi bila dejavna, da bo zavest delovala.
Osrednji bočni talamus, sklepajo raziskovalci, verjetno igra ključno vlogo pri aktiviranju in vzdrževanju teh dveh poti. Zdi se, da deluje kot sprožilec.
Redinbaugh je dejal, da ta raziskava ni uporabna samo s čisto znanstvene perspektive. Če natančno ugotovimo, kako deluje zavest, bi lahko pomagali izboljšati anestezijo in pripeljali do novih načinov zdravljenja ljudi z motnjami zavesti, kot je moški iz študije Weill Cornell Medical College.
Ta povezava med aktivnostjo talamusa in skorje je še posebej zanimiva za zdravljenje, je dejal Heilbronner.
V primerjavi s talamusom je "možganska skorja tudi bolj privlačna tarča," je dejala. To je zato, ker neinvazivni načini zdravljenja, kot je transkranialna magnetna stimulacija, lahko dosežejo površino skorje, vendar ne morejo doseči talamusa, ki je zakopan globoko v možganih, tik nad možganskim steblom. "Mogoče bi z izgradnjo takšnega vezja, kot je ta, neinvazivno vplivali na oba," je dejal Heilbronner.
Kljub možnostim obstaja razlog, da dvakrat preverimo ugotovitve, je dejal Laura Fernandez, nevroznanstvenik na švicarskem Université de Lausanne.
"Naredi se pri dveh opicah. Zelo malo vzorca," je Fernandez povedal Live Science. "Bilo bi lepo poskusiti pri glodalcih z večjim številom vzorcev." Raziskovalci bi morali tudi dvakrat preveriti lokacijo elektrod, nameščenih v možganih, da bi se prepričali, ali resnično aktivirajo osrednji bočni talamus in ne drugih bližnjih možganskih regij, je dodal Fernandez.
Kljub temu je poudarila, da se rezultati lepo ujemajo z rezultati nedavne študije na glodalcih; ta dokument, objavljen junija 2018 v reviji //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, je predlagal, da se nekje v talamu "preklopi" budnost.
