Нейробиологи выяснили, где "живёт" человеческое сознание

Нейробиолог Эдриан Оуэн (Adrian Owen) из Университета Западного Онтарио в Канаде много лет занимается исследованиями феномена сознания.

Ещё в 2006 году эксперименты с его участием впервые продемонстрировали, что так называемая функциональная МРТ (фМРТ, или нейровизуализации) способна выявить признаки сознания у некоторых пациентов, находящихся в вегетативном состоянии.

Поясним, что так специалисты называют глубокое угнетение сознания. Чаще всего оно развивается из-за обширной черепно-мозговой травмы.

В результате человек утрачивает связь с внешним миром. При этом некоторые простые двигательные рефлексы сохраняются, а внутренние органы продолжают работать.

Однако, как мы уже сказали ранее, у части таких пациентов сознание всё-таки может сохраняться. Например, в ответ на вопросы и происходящее вокруг они реагируют изменением мозговой активности, хотя никаких внешних признаков осознанности они не подают.

Несмотря на это важное открытие, оставался неизученным один из главных вопросов, который занимает умы учёных и по сей день: почему у одних людей такой, пусть и минимальный, контакт с внешним миром сохраняется, а у других полностью исчезает?

В поисках ответа на него канадские учёные объединили свои усилия с коллегами из Кембриджского университета.

Международная исследовательская группа снова прибегла к помощи методов нейровизуализации. Эксперты сравнили активность мозга 71 пациента, находящегося в вегетативном состоянии, с процессами, протекающими в центральной нервной системе 16 здоровых добровольцев.

Для того чтобы создать равные для всех участников эксперимента условия, учёные погружали здоровых людей в глубокий сон с помощью пропофола – мощного снотворного средства.

Обычно этот препарат используется на начальных этапах введения в наркоз при выполнении хирургических операций.

"Нам нужно было выявить специфическое состояние головного мозга, связанное с сознанием или, наоборот, с его отсутствием. Очевидно, мы не в состоянии "проконтролировать" сознание у вегетативных пациентов. Однако такой контроль возможен у здоровых людей с помощью наркоза", – поясняет в пресс-релизе университета профессор Оуэн.

Канадские специалисты собирали данные фМРТ-сканирования здоровых людей, а их кембриджские соавторы занимались обследованием пациентов с глубокими повреждениями головного мозга.

По словам нейробиологов, самым примечательным результатом работы стало то, насколько похожие результаты были получены по разные стороны Атлантики.

Учёные выяснили, что утрата сознания (из-за анестезии либо из-за травмы головного мозга) сопровождалась снижением функционального разнообразия и ухудшением возможностей мозга перерабатывать поступающую информацию.

Как поясняют авторы работы, функциональное разнообразие и способность усваивать внешние импульсы – это свойства головного мозга, которые отражают количество информации, "циркулирующей" между различными его областями.

По словам исследователей, именно ухудшение (или полное выпадение) этих двух сложных характеристик и ведёт к абсолютной или частичной утрате сознания.

Иначе говоря, интенсивность обработки поступающих извне сигналов и способность мозга усваивать получаемую информацию и служат нейробиологическим маркером уровня сознания, его так называемым "отпечатком" в головном мозге.

Важно отметить, что фМРТ-признаки нарушенных взаимодействий в нейронных сетях наблюдались в аналогичных участках мозга и у травмированных и у здоровых участников испытаний.

Кроме того, благодаря нейровизуализации канадские и британские исследователи выяснили, какие структуры мозга играют ключевую роль в поддержании сознания.

Оказалось, что не только количество информации, "прокручивающейся" в самой коре головного мозга определяет наше сознание, но и активность информационного обмена между корой и таламусом.

Таламус – это исключительно важная структура, расположенная в глубине головного мозга. Её задача передавать сигналы от практически всех органов чувств в "высший центр управления" – кору.

"Пока мы на начальном этапе [понимания], но полученные результаты показывают, как наш мозг генерирует сознательное восприятие мира и что идёт не так, когда сознание не работает. Это важный шаг в нашем стремлении разобраться, почему некоторые пациенты, находясь в вегетативном состоянии, на самом деле осознают всё, что происходит вокруг них", – добавляет ведущий автор исследования.

Подробности научной работы международной группы исследователей опубликованы в открытом доступе в издании Nature Communications.

Добавим, что авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали о том, как пациент в вегетативном состоянии пообщался с родственниками и о необычном случае пробуждения после многолетнего вегетативного "сна". Также мы писали о том, как триллер Хитчкока разбудил мозг пациента в вегетативном состоянии и о разработке учёных, которая позволила пациентам в коме отвечать на простые вопросы "да" и "нет".

Чтобы всегда оставаться в курсе самых интересных научных событий, подписывайтесь на наши группы в социальных сетях: ВК, Facebook, Twitter, "Одноклассники". Есть мы и в Яндекс.Дзене.