Найденные связи помогают лучше разобраться в ключевой для функционирования сознания мозговой активности, в том числе у человека.
Ученые из Висконсинского университета в Мэдисоне (США) нашли своего рода «выключатель» сознания. При стимуляции участка таламуса макаки, погруженные в наркоз обычными для хирургических операций препаратами, могут быть почти мгновенно приведены в осознанное состояние. При прекращении стимуляции действие наркоза снова погружало их в глубокий медикаментозный сон. Работа была опубликована в журнале Neuron.
Во время стимуляции обезьяны демонстрировали как внешние признаки сознания — полное раскрытие глаз, поиск предметов, находящихся поблизости, изменения жизненных функций, телесных движений и движений лица, — так и соответствующую активность мозга. Более ранние исследования показывали, что электростимуляция способна извлечь из состояния неглубокого медикаментозного сна мышей, а также улучшать состояние людей с тяжелыми мозговыми расстройствами. Новая работа помогла изолировать отдельный цикл активности, имеющий решающее значение для сознания.
Поражения таламуса, отдела головного мозга, передающего все сенсорные сигналы в соответствующие отделы коры, связаны с нарушением функций сознания и чреваты, например, комой. Однако «не весь таламус одинаково полезен»: в процессе поиска точки включения-выключения активности при стимуляции ученые двигались маленькими шагами. Как говорит первый автор работы Мишель Рединбо, всего миллиметровое отклонение уже резко снижало эффект. Также важно подобрать правильную частоту тока.
Первая нужная точка находится в латеральном отделе таламуса, а далее нервный путь ведет к коре — еще одной части мозга, теснейшим образом связанной с работой сознания. Взаимодействие этих отделов органа и их активность при стимуляции помогла ученым зафиксировать своего рода петлю. Руководитель лаборатории Юрий Заалман описывает ее работу как «двигатель сознания». «Теперь мы можем указать на важные части мозга, которые поддерживают работу этого двигателя и приводят к изменениям в коре головного мозга, которые влияют на ваше осознание, богатство вашего сознательного опыта», — описывает перспективы Заалман.
Возможность обнаружения цели в мозге с такой точностью и ее стимуляция позволяют задумываться о том, чтобы в будущем использовать методы лечения, основанные на таком подходе. Оно может помочь пациентам со многими видами аномальной мозговой деятельности.
«Такое вмешательство действительно можно улучшить с помощью индивидуального подхода», — говорит Рединбо. По словам ученых, это могло бы, например, быть эффективным способом помощи людям, находящимся в коме.
Автор: Полина Гершберг