Tým vědců našel v mozku „motor vědomí“ - oblast, v níž alespoň u opic způsobí probuzení z anestézie, a to dokonce i jen malý skok.
Vědomí je záhadou. Nevíme s jistotou, proč jsou bytosti někdy vzhůru a někdy spí, nebo které mechanismy v mozku jsou nejdůležitější pro vědomý stav. V tomto novém článku však vědci objevili některá důležitá vodítka. Použitím elektrod napříč mozky bdělých a spících makaků, jakož i makaků v různých formách anestézie, tým našel dvě mozkové cesty mozků opic pro vědomí. Vědci také našli konkrétní oblast mozku, která podle všeho tyto cesty vede, jako motor, který by mohli začít používat některé vysoce specializované propojovací kabely. Tato oblast je známá jako centrální laterální thalamus.
To však neznamená, že v mozku našli sídlo vědomí.
„Je nepravděpodobné, že by vědomí bylo specifické pro jedno místo v mozku,“ řekla Michelle Redinbaugh, postgraduální studentka psychologie na Wisconsinské univerzitě v Madisonu a hlavní autorka článku, která byla zveřejněna 12. února v časopise Neuron.
Minulý výzkum již ukázal, že udržení vědomí zahrnuje aktivitu šířenou po celém mozku, ale práce jejího týmu ukazuje, že centrální laterální thalamus pravděpodobně hraje klíčovou roli, uvedla.
Co znamená „vědomí“
Je důležité pochopit, že v kontextu této studie „vědomí“ znamená víceméně bdění.
„Slovo„ vědomí “má mnoho definic,“ řekl Michael Graziano, neurovědec na Princetonské univerzitě, který se studie nezúčastnil. „Jedním způsobem, jak přemýšlet o vědomí, je z klinického hlediska bdělost, vzrušení a schopnost reagovat na podněty. V tomto smyslu nejsou spící lidé při vědomí a lidé v kómatu také nejsou.“
A není zcela jasné, proč a jak se lidé mezi těmito státy přepínají tam a zpět. Podle studie neurologické vědkyně Sarah Heilbronner z University of Minnesota tato studie představuje „elegantní práci“ na toto obtížné téma, která se do výzkumu také nezúčastnila.
Tato práce je zaměřena na úzkou otázku: Co vede lidi k vědomí?
„Existuje však jiné pojetí vědomí, které je mnohem obtížnější studovat: subjektivní zkušenost, která přichází s některými případy zpracování informací v mozku,„ jaká to je “součást našeho vnitřního života,” řekl Graziano pro Live Science . "Studie jako ta současná neřeší tento druh vědomí."
Spoušť v mozku
Heilbronner uvedl, že studie opic navazuje na přesvědčivou dřívější studii týkající se lidí.
V srpnu 2007 zveřejnili vědci z Weill Cornell Medical College v New Yorku průkopnickou studii v časopise Nature. Jeden z jejich pacientů strávil měsíce v nemocnici v „minimálně vědomém stavu“ po traumatickém poranění mozku. Muž většinou nevěděl o svém okolí, ale někdy se stal více vědomým a aktivnějším. Spekulovali, že jeho stav by mohl zahrnovat nějakou „nedostatečnou aktivaci“ důležitých sítí v jeho mozku, implantovali elektrody, které stimulovaly jeho centrální thalamus - a zaznamenaly významné zlepšení jeho úrovně vědomí.
V nové studii opic Redinbaugh a její tým vzali věci mnohem dále.
Pomocí elektrod vědci poslali malé elektrické impulsy do různých oblastí mozku opic, když spali nebo sedatovali pomocí několika typů anestézie. Opice většinou spaly. Ale vyslání impulsu v určité frekvenci do centrálního laterálního thalamu probudilo opice - dokonce i z hluboké anestezie - a umožnilo jim zažít svět.
"Sbližující se důkazy ze spánku a různých forem anestézie jsou obzvláště působivé, protože víme, že mají různé mechanismy účinku," řekl Heilbronner.
Jinými slovy, nezaspíte ze stejných důvodů, že ztratíte vědomí pod anestézií a různé formy anestézie pracují různými způsoby.
Ale různé formy anestézie a spánku „se zjevně sbíhají na tomto okruhu, pokud jde o jejich účinky na vědomí,“ řekl Heilbronner.
Vědci z mozku opic, jak se pohybovali tam a zpět mezi vědomými a nevědomými stavy, zúžili vědomí na dvě klíčové složky.
"Vědomí se vždy shodovalo se dvěma aktivovanými cestami," řekl Redinbaugh Live Science.
Jeden z těchto kritických obvodů přenáší smyslové informace z thalamu do mozkové kůry, mozkové oblasti, která provádí mnoho forem komplexního myšlení. Jak tento okruh, tak další cesta - ta, která „nese zpětnou vazbu o předpovědích, prioritách pozornosti a cílech v obráceném směru“ - musí být aktivní, aby vědomí fungovalo, uvedla Redinbaugh.
Výzkumníci usoudili, že centrální laterální thalamus hraje klíčovou roli při aktivaci a udržování těchto dvou cest. Zdá se, že funguje jako spouštěč.
Tento výzkum není užitečný pouze z ryze vědeckého hlediska, řekla Redinbaugh. Přesně zjistit, jak vědomí funguje, může pomoci zlepšit anestézii a vést k nové léčbě lidí s poruchami vědomí, jako je člověk ve studii Weill Cornell Medical College.
Tato souvislost mezi aktivitou v thalamu a kůrou je zvláště zajímavá pro lékařské ošetření, řekl Heilbronner.
Ve srovnání s thalamusem je „mozková kůra také přitažlivějším cílem,“ uvedla. Je to proto, že neinvazivní léčby, jako je transkraniální magnetická stimulace, se mohou dostat na povrch kůry, ale nemohou dosáhnout thalamu, který je pohřben hluboko v mozku, těsně nad mozkovým kmenem. „Možná bychom vytvořením modelu obvodu, jako je tento, mohli oba neinvazivně ovlivnit oba,“ řekl Heilbronner.
Navzdory možnostem existují důvody k opětovnému ověření nálezů, řekla laura Fernandez, neurovědkyně na Université de Lausanne ve Švýcarsku.
„Děje se to ve dvou opicích. Velmi malý vzorek,“ řekl Fernandez Live Science. „Bylo by hezké vyzkoušet hlodavce s vyšším počtem vzorků.“ Vědci by také měli znovu zkontrolovat umístění elektrod umístěných v mozku, aby se ujistili, že skutečně aktivují centrální laterální thalamus a ne jiné blízké oblasti mozku, dodal Fernandez.
Přesto zdůraznila, že výsledky se úhledně hodí k výsledkům nedávné studie na hlodavcích; tento dokument, publikovaný v červnu 2018 v časopise //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, naznačoval, že v thalamu je někde „přepínač“ bdělosti.
