Egy kutatócsoport talált egy „tudatosság motorját” az agyban - egy olyan régióban, ahol legalább a majmoknál még egy kis ugrás is indítja őket az érzéstelenítésből.
A tudatosság rejtély. Nem tudjuk biztosan, hogy a lények miért ébrednek néha és hol alszanak, vagy az agyi mechanizmusok mi a legfontosabbak a tudatos állapothoz. Ugyanakkor ebben az új cikkben a kutatók néhány fontos dolgot mutattak be. Elektródákat használva az ébren lévő és alvó makákók agyán, valamint a különböző érzéstelenítés formájában alkalmazott makákókon keresztül a csoport két kulcsfontosságú utat talált a majmok agyában a tudatosság elérésére. A kutatók egy olyan agyi régiót is találtak, amely úgy tűnik, hogy halad ezen utakon, mint például egy motor, amely elkezdené használni néhány nagyon specializált áthidaló kábelt. Ezt a régiót a központi oldalsó talamusznak nevezik.
De ez nem azt jelenti, hogy a tudat helyét megtalálták az agyban.
"Valószínűtlen, hogy a tudat az agy egyik helyére vonatkozik" - mondta Michelle Redinbaugh, a Wisconsin-Madison Egyetem pszichológia hallgatója és a cikk vezető szerzője, amelyet február 12-én jelentettek meg a Neuron folyóiratban.
A múltbeli kutatások már kimutatták, hogy a tudatosság megőrzése az egész agyban elterjedt tevékenységeket foglal magában, de csapata munkája azt mutatja, hogy a központi laterális talamusz valószínűleg kulcsszerepet játszik - mondta.
Mit jelent a "tudatosság"?
Fontos megérteni, hogy e tanulmány összefüggésében a "tudatosság" többé-kevésbé utal az ébrenlétre.
"A" tudat "szónak sok meghatározása van" - mondta Michael Graziano, a Princetoni Egyetem idegtudós orvosa, aki nem vett részt a vizsgálatban. "A tudatosság gondolkodásának egyik módja az ébrenlét, az izgalom és az ingerekre való reagálás klinikai szempontja. Ebben az értelemben az alvó emberek nem tudatosak, és a kómában sem."
És nem teljesen világos, hogy miért vagy hogyan válnak az emberek oda-vissza ezen államok között. Sarah Heilbronner, a Minnesota Egyetem idegtudós szakember szerint ez a tanulmány "elegáns munkát" mutat ebben a nehéz témában, aki szintén nem vett részt a kutatásban.
Ez a munka egy keskeny kérdésre összpontosít: Mi teszi az embereket tudatossá?
"Van azonban egy sokkal nehezebben tanulmányozható a tudatosság más koncepciója: a szubjektív tapasztalat, amely az agyban történő információfeldolgozás egyes példáival jár, a belső életünk" milyen érzés "alkotóeleme" - mondta Graziano a Live Science-nek . "A jelenlegihez hasonló tanulmányok nem foglalkoznak az ilyen típusú tudattal."
A ravaszt az agyban
Heilbronner szerint a majomkutatás egy korábbi, embereket bevonó, kényszerítő vizsgálatot követi.
2007 augusztusában a New York-i Weill Cornell Orvosi Főiskola kutatói úttörő tanulmányt publikáltak a Nature folyóiratban. Egyik beteg hónapjait kórházban töltötte "minimális tudatos állapotban" egy traumás agyi sérülés után. Az ember többnyire nem volt tudatában a környezetének, de néha tudatosabbá és aktívabbá vált. Arra gondolva, hogy állapota az agyában lévő fontos hálózatok bizonyos mértékű "deaktiválódását" vonhatja maga után, elektródokat ültettek be, amelyek stimulálták a központi talamust - és jelentései szerint jelentősen javult a tudat szintje.
Az új majomkutatásban Redinbaugh és csapata sokkal tovább vitte a dolgokat.
Elektródok segítségével a kutatók kis elektromos impulzusokat küldtek a majmok agyának különböző területeire, amikor aludtak vagy nyugtattak többféle anesztéziával. Leginkább a majmok aludtak. De egy meghatározott frekvencián adott impulzus továbbítása a központi oldalsó talamuszra felébresztette a majmokat - akár mély érzéstelenítésből is -, és lehetővé tette számukra, hogy megtapasztalják a világot.
"Különösen lenyűgöző az alvás és az anesztézia több formája összehangolt bizonyítéka, mivel tudjuk, hogy ezeknek eltérő hatásmechanizmusa van" - mondta Heilbronner.
Más szavakkal: nem elalszik ugyanazok miatt az okok miatt, amikor tudat elveszíti érzéstelenítés alatt, és az érzéstelenítés különböző formái különféleképpen működnek.
De az érzéstelenítés és az alvás különböző formái "nyilvánvalóan konvergálnak ezen a körön az öntudatukra gyakorolt hatásukban" - mondta Heilbronner.
A kutatók a majmok agyából, miközben oda-vissza mozogtak tudatos és tudattalan állapotok között, a tudatosságot két kulcsfontosságú elemre szűkítették.
"A tudatosság mindig egybeesett két aktivált útvonallal" - mondta Redinbaugh a Live Science-nek.
Ezeknek a kritikus áramköröknek az érzékszervi információit továbbítja a talamustól az agykéregig, az agyi régióig, amely számos komplex gondolkodásmódot valósít meg. Mind az áramkörnek, mind pedig egy másik útnak - amely egy "visszajelzést ad az előrejelzésekről, a figyelmi prioritásokról és a célokról fordított irányban" - aktívnak kellett lennie a tudat működéséhez - mondta Redinbaugh.
A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a központi oldalsó talamusz kulcsfontosságú szerepet játszik e két út aktiválásában és fenntartásában. Úgy tűnik, hogy kiváltóként működik.
Ez a kutatás nem pusztán tudományos szempontból hasznos - mondta Redinbaugh. A tudatosság pontos meghatározása hozzájárulhat az érzéstelenítés javításához és új kezelésekhez vezethet a tudatzavarban szenvedő emberek számára, mint például a Weill Cornell Medical College tanulmányában szereplő ember.
Ez a kapcsolat a talamusban zajló aktivitás és a kéreg között különösen érdekes az orvosi kezelés szempontjából - mondta Heilbronner.
A talamushoz képest "az agykéreg szintén vonzóbb célpont" - mondta. Ennek oka az, hogy a nem invazív kezelések, például a transzkraniális mágneses stimuláció elérheti a kéreg felületét, de nem érik el a talamust, amely az agyban mélyen van eltemetve, közvetlenül az agytörzs felett. "Lehet, hogy egy ilyen áramköri modell felépítésével non-invazívan befolyásolhatjuk mindkettőt" - mondta Heilbronner.
A lehetőségek ellenére ok van duplán ellenőrizni a megállapításokat - mondta Laura Fernandez, a svájci Lausanne-i Egyetem idegtudós orvosa.
"Két majomban történik. Nagyon kevés minta" - mondta Fernandez a Live Science-nek. "Jó lenne kipróbálni rágcsálókban nagyobb számú mintát." A kutatóknak kétszer ellenőrizniük kell az agyba helyezett elektródák helyét is, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy valóban aktiválják-e a központi oldalsó talamust, és nem a közelben fekvő más agyi régiókat - tette hozzá Fernandez.
Mégis, rámutatott, az eredmények jól illeszkednek egy rágcsálókkal kapcsolatos nemrégiben végzett vizsgálat eredményeihez; ez a cikk, amelyet 2018 júniusában publikáltak a //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience folyóiratban, arra utalt, hogy van valami talamuszban ébrenlét "kapcsoló".
