Teadlaste meeskond on leidnud ajust "teadvuse mootori" - piirkonna, kus vähemalt ahvidel paneb nad isegi anesteesiast üles ärkama.
Teadvus on mõistatus. Me ei tea kindlalt, miks olendid vahel ärkavad ja mõnikord magavad või millised aju mehhanismid on teadliku seisundi jaoks kõige olulisemad. Selles uues artiklis tõid teadlased siiski välja mõned olulised vihjed. Kasutades elektroode ärkvel olevate ja magavate makaakide ajudes, samuti erinevate tuimestusvormide all tehtud makaakide abil, leidis meeskond ahvide ajus teadvuse saavutamiseks kaks peamist rada. Teadlased leidsid ka konkreetse ajupiirkonna, mis näib neid teid pidi liikumas, nagu mootor, mille abil nad võiksid hakata kasutama mõnda väga spetsialiseeritud hüppajakaablit. Seda piirkonda tuntakse kui keskset külgmist talamust.
Kuid see ei tähenda, et nad oleksid teadvuse asukoha ajus leidnud.
"On ebatõenäoline, et teadvus on spetsiifiline aju ühele asukohale," ütles Wisconsini-Madisoni ülikooli psühholoogia kraadiõppur ja paberi juhtiv autor Michelle Redinbaugh, kes avaldas 12. veebruaril ajakirjas Neuron.
Varasemad uuringud on juba näidanud, et teadvusse jäämine hõlmab kogu ajus toimuvat tegevust, kuid tema meeskonna töö näitab, et keskne külgmine taalamus mängib tõenäoliselt võtmerolli, ütles ta.
Mida tähendab "teadvus"
On oluline mõista, et selle uurimuse kontekstis viitab "teadvus" enam-vähem ärkvel olemisele.
"Sõnal" teadvus "on palju määratlusi," ütles Princetoni ülikooli neuroteadlane Michael Graziano, kes uuringuga ei tegelenud. "Üks viis teadvuse mõtestamiseks on ärkveloleku, ärrituse ja stiimulitele reageerimise kliinilisest vaatenurgast. Selles mõttes pole magavad inimesed teadvusel ja ka koomas olevad inimesed pole."
Ja pole täiesti selge, miks või kuidas inimesed nende riikide vahel edasi-tagasi liiguvad. Minnesota ülikooli neuroteadlase Sarah Heilbronneri sõnul, kes samuti uuringuga ei tegelenud, on see uuring "keerukas töö" sellel keerulisel teemal.
See töö keskendub kitsale küsimusele: mis paneb inimesed teadvustama?
"Siiski on palju keerulisem uurida teistsugust teadvuse kontseptsiooni: subjektiivne kogemus, mis kaasneb teatud aju infotöötlusega, meie siseelu" mis tunne see on "komponent," rääkis Graziano Live Science'ile . "Praegused uuringud ei käsitle seda tüüpi teadvust."
Päästik ajus
Heilbronner ütles, et ahvi uuring järgneb veenvale varasemale uuringule, mis hõlmas inimesi.
2007. aasta augustis avaldasid New Yorgi Weill Cornelli meditsiinikolledži teadlased murrangulise uuringu ajakirjas Nature. Üks nende patsientidest oli pärast traumaatilist ajukahjustust veetnud mitu kuud haiglas "minimaalselt teadlikus seisundis". Mees polnud oma ümbrusest enamasti teadlik, kuid muutus vahel teadlikumaks ja aktiivsemaks. Spekuleerides, et tema seisund võib hõlmata aju oluliste võrkude "deaktiveerimist", implanteerisid nad elektroodid, mis stimuleerisid ta keskmist taalamust - ja teatasid tema teadvuse taseme olulisest paranemisest.
Uues ahviuuringus viisid Redinbaugh ja tema meeskond asju palju kaugemale.
Elektroodide abil saatsid teadlased väikseid elektrilisi impulsse ahvide aju erinevatesse piirkondadesse, kui nad olid uinunud või sedateerisid mitut tüüpi anesteesia abil. Enamasti jäid ahvid magama. Kuid kindla sagedusega impulsi saatmine keskmisesse lateraalsesse talamusesse äratas ahvid - isegi sügavast tuimestusest - ja võimaldas neil maailma kogeda.
"Eriti muljetavaldavad on une ja mitmete anesteesiavormide omavahel seotud tõendid, kuna me teame, et neil on erinevad toimemehhanismid," sõnas Heilbronner.
Teisisõnu, te ei maga magama samadel põhjustel, kui kaotate anesteesia ajal teadvuse ja erinevad anesteesia vormid toimivad erineval viisil.
Kuid erinevad anesteesia ja une vormid "ilmselt lähenevad selle vooluringi mõjul teadvusele", ütles Heilbronner.
Salvestades ahvide ajudest teadliku ja teadvuseta olekute vahel edasi-tagasi liikudes, ahendasid teadlased teadvuse kahele põhikomponendile.
"Teadvus langes alati kokku kahe aktiveeritud rajaga," rääkis Redinbaugh Live Science'ile.
Üks neist kriitilistest vooluringidest kannab sensoorset teavet talamusest ajukoorde - ajupiirkonda, mis teeb paljusid keeruka mõtlemise vorme. Redinbaugh ütles, et nii see vooluring kui ka teine rada - see, mis "kannab tagasisidet ennustuste, tähelepanu prioriteetide ja eesmärkide osas vastupidises suunas" - pidi teadvuse toimimiseks aktiivne olema.
Teadlased järeldasid, et keskne külgne talamus mängib võtmerolli nende kahe raja aktiveerimisel ja säilitamisel. See näib toimivat päästikuna.
Redinbaugh ütles, et see uuring pole kasulik ainult puhtteaduslikult. Täpselt, kuidas teadvuse toimimine välja mõelda, võib see aidata anesteesiat parandada ja viia teadvushäiretega inimeste jaoks uute raviviisideni, nagu mees Weill Cornelli meditsiinikolledži uuringus.
See seos talamuses toimuva ja ajukoore vahel on eriti huvitav meditsiiniliseks raviks, ütles Heilbronner.
Võrreldes taalamusega on "ajukoored ka ahvatlevam sihtmärk," sõnas naine. Selle põhjuseks on asjaolu, et mitteinvasiivsed ravimeetodid, nagu näiteks transkraniaalne magnetiline stimulatsioon, võivad jõuda ajukoore pinnale, kuid nad ei pääse talamusse, mis on maetud sügavale ajusse, ajutüve kohale. "Võib-olla, ehitades sellise skeemimudeli, saaksime neid mõlemaid mitteinvasiivselt mõjutada," sõnas Heilbronner.
Vaatamata võimalustele on põhjust tulemusi veelkord kontrollida, ütles Šveitsi Lausanne'i ülikooli neuroteadur Laura Fernandez.
"Seda tehakse kahes ahvis. Väga väike proov," rääkis Fernandez Live Science'ile. Tore oleks proovida närilisi, kelle proov on suurem. Teadlased peaksid ka kaks korda kontrollima ajusse paigutatud elektroodide asukohta, veendumaks, et need aktiveerivad tõepoolest keskmist külgtalamust ja mitte teisi läheduses asuvaid ajupiirkondi, lisas Fernandez.
Ta tõi siiski välja, et tulemused sobivad hästi närilistega hiljuti läbi viidud uuringu tulemustega; see 2018. aasta juunis ajakirjas //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience avaldatud paber vihjas, et kuskil taalamuses on ärkveloleku lüliti.
