Gdzie w naszym mózgu znajduje się świadomość? Naukowcy są coraz bliżej odpowiedzi
Nowe badania pomogą ustalić znaczenie pewnych rodzajów połączeń nerwowych w identyfikacji lokalizacji świadomości. Jeśli odnajdziemy, w którym miejscu „stacjonuje” nasza świadomość, będzie to wówczas wielkim krokiem w świecie nauki.
Badań dotyczących świadomości podjął się Jun Kitazoni z Uniwersytetu Tokijskiego, wyniki jego prac zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Cerebral Cortex. Jak powiedział Masafumi Oizumi z Uniwersytetu Tokijskiego: - To, gdzie w mózgu znajduje się świadomość, było jednym z największych pytań w nauce. Chociaż nie osiągnęliśmy jednoznacznej odpowiedzi, wiele dowodów empirycznych zostało zgromadzonych w trakcie poszukiwania minimalnych mechanizmów wystarczających do świadomego doświadczenia lub neuronalnych korelatów świadomości.
Naukowcy analizowali dwukierunkowe ścieżki neuronowe, by wskazać części mózgu, w których znajduje się świadomość. Ludzki mózg przetwarza informacje, za każdym razem jak czegoś doświadczamy - naukowcy określą ten proces jako sygnał feed-forward. Samo odbieranie tego rodzaju sygnałów jest niewystarczające dla naszej świadomości. Musi nastąpić przekazanie informacji, w tak zwanym sprzężeniu zwrotnym.
Nie każdy obszar w naszym mózgu jest zdolny do odbierania i reagowania na przekazywane bodźce. Naukowcy postawili hipotezę, że te dwukierunkowe połączenia są kluczową cechą charakterystyczną tych części mózgu, które są odpowiedzialne za świadomość.
- Samo przetwarzanie sygnału feed-forward jest niewystarczające, aby badani świadomie odbierali bodźce; konieczne jest raczej sprzężenie zwrotne, wskazujące na potrzebę przetwarzania dwukierunkowego. Komponent sprzężenia zwrotnego znika nie tylko podczas utraty określonej treści świadomości w stanach czuwania, ale także podczas stanów nieświadomości, w których świadome doświadczenia są ogólnie tracone, takich jak znieczulenie ogólne, sen i stany wegetatywne - powiedział Kitazono.
W badaniach naukowcy wykorzystali konektom myszy i różnego rodzaju techniki obliczeniowe. Konektom to szczegółowa mapa połączeń w mózgu. Jak powiedział Kitazono: - Odkryliśmy, że wyodrębnione kompleksy o najbardziej dwukierunkowej orientacji nie były równomiernie rozmieszczone we wszystkich głównych regionach, ale raczej koncentrują się w regionach korowych i regionach wzgórza (część międzymózgowia znajdująca się pod spoidłem wielkim - red.). Z drugiej strony regiony w innych głównych obszarach charakteryzują się niską dwukierunkowością. W szczególności regiony móżdżku mają znacznie mniejszą dwukierunkowość.
Kora mózgowa zawiera obszary czuciowe, motoryczne i obszary asocjacji, które uważa się za niezbędne do doświadczenia świadomości. Wzgórze również jest uważane za obszar w mózgu, który związany jest ze świadomością. Podobnie jak pętla wzgórza korowego, czyli interakcja między wzgórzem a regionami korowymi. Otrzymane wyniki potwierdzają, że dwukierunkowość w sieci mózgowej jest kluczem do identyfikacji miejsca świadomości.
Jak powiedział Oizumi: - Badanie to koncentruje się tylko na "statycznych" połączeniach anatomicznych między neuronami lub obszarami mózgu. Jednak świadomość jest "dynamiczna", zmieniając się z chwili na chwilę w zależności od aktywności neuronalnej. Chociaż połączenia anatomiczne mówią nam, w jaki sposób aktywność neuronalna będzie się rozprzestrzeniać i jak obszary mózgu będą wchodzić w interakcje, musimy bezpośrednio zbadać dynamikę aktywności neuronalnej, aby zidentyfikować miejsce świadomości w danym momencie.
Naukowcy podkreślili, że wciąż pracują nad identyfikacją miejsca świadomości. - Ostatecznym celem naszego laboratorium jest znalezienie matematycznego związku między świadomością a mózgiem. W tym badaniu próbowaliśmy powiązać właściwości sieciowe mózgu z miejscem świadomości. Będziemy dalej badać związek między świadomością a mózgiem, w kierunku tego, co jest naszym ostatecznym celem. - dodaje Oizumi.
