Nowe narzędzie pomoże odkryć, skąd się bierze świadomość w mózgu

Ludzie od tysiącleci głowią się nad tym, skąd się bierze świadomość i czym ona w ogóle jest. Póki co nie ma na to satysfakcjonującej odpowiedzi. Zwyczajnie tego nie wiemy, choć doświadczamy świadomości w sobie i potrafimy z większą lub mniejszą trafnością ocenić, które istoty ją posiadają. Istota świadomości jest dla nauki wielką zagadką. Przy założeniu, że jest ona produktem mózgu, nie wiadomo, jak to się dzieje, że mózg "tłumaczy" oddziaływania elektrochemiczne na myśli, uczucia i wrażenia. Powstało tymczasem nowe narzędzie, które może nas zbliżyć do rozszyfrowania tej tajemnicy.

Czym jest to nowe narzędzie - zdradza już tytuł artykułu, "Skoncentrowane ultradźwięki przezczaszkowe do identyfikacji neuralnego podłoża świadomej percepcji" (tłum.). Choć sama technologia jest w użyciu już od kilku lat, do tej pory nie badano jej szczególnie dokładnie. Dlaczego jest ona tak szczególna? Przede wszystkim chodzi o to, że to metoda nieinwazyjna, która wnika głęboko do mózgu i oferuje większą rozdzielczość niż inne formy stymulacji przezczaszkowej, wliczając w to magnetyczną i elektryczną.

"Przezczaszkowe skoncentrowane ultradźwięki pozwolą ci stymulować różne części móżgu u zdrowych osób w sposoby, które wcześniej były niemożliwe" - wyjaśnia Daniel Freeman z MIT, współautor badania. Jego kolega z uczelni, filozof badający świadomość, Matthias Michel, dodaje, że "istnieje bardzo niewiele niezawodnych sposobów na manipulowanie aktywnością mózgu, które są bezpieczne, ale też działają". Metoda tFUS właśnie do nich należy.

"To nowe narzędzie, więc nie wiemy naprawdę, na ile się sprawdzi. Ale czuję, że ryzyko jest niewielkie, a nagroda - wysoka. Kto nie poszedłby tą ścieżką" - pyta badacz.

Nieinwazyjność tej metody jest o tyle kluczowa, że badania mózgu dotyczą przeważnie żywych i zdrowych pacjentów, więc nie można ich uszkodzić. A bez tego dojście do głębokich struktur może być niemożliwe lub niedokładne. Stosuje się choćby takie zewnętrzne metody obrazowania, jak MRI (rezonans magnetyczny) czy EEG (elektroencefalografia). Przezczaszkowe, skupione ultradźwięki także niczego nie niszczą. To fale akustyczne, które przenikają przez czaszkę i skupiają się na obszarze o średnicy kilku milimetrów. Umożliwia to dokładne badanie konkretnej struktury w mózgu.

Autorzy badania mają nadzieję, że dzięki metodzie tFUS badają mózgowy "substrat" świadomości. Jak piszą w swoim artykule, narzędzie może pomóc znaleźć odpowiedzi na wciąż otwarte pytania z pogranicza neuronauki i filozofii, takie jak "jaka jest rola kory przedczołowej w świadomej percepcji", "jaka jest rola struktur podkorowych w generowaniu świadomej percepcji", "czy świadoma percepcja powstaje z globalnego przetwarzania w wielu obszarach mózgu" lub "czy jest generowana wewnątrz jakiegoś obszaru mózgu". A jeśli jest generowana globalnie, to "jak aktywność w odległych częściach mózgu łączy się, by produkować zunifikowaną percepcję"? Badania przy użyciu tFUS mogą też pomóc ustalić, czy ta metoda jest w ogóle skuteczna w weryfikowaniu różnych hipotez na temat świadomości.

Są to palące pytania neuronauki i częściowo też filozofii umysłu z kilku ostatnich dziesięcioleci. Nie wiadomo jeszcze, na które z nich postanowią znaleźć odpowiedź naukowcy z MIT. Powyższe pytania stanowią raczej propozycje eksperymentów. A w jaki sposób można eksperymentować z ultradźwiękami?

Narzędzie potrafi badać podkorowe obwody neuronalne, aby zrozumieć, jaki jest ich wpływ na świadome doświadczenie. Przykładowo poprzez modulację aktywności mózgu w eksperymentach z udziałem bodźców wizualnych badacze mogą odkryć, które obszary mózgu są niezbędne do wyprodukowania świadomej myśli. Podobnie mogą też sprawdzać, czy ból lub inne wrażenia są związane ze świadomością. Nie jest to wcale takie oczywiste. Wszak reakcja odsunięcia ręki na bodziec bólowy jest automatyczna i nie wiadomo jeszcze, czy jest w nią zaangażowana świadomość. Odkrycia z tego obszaru - jeśli nadejdą - mogą pomóc wielu pacjentom w leczeniu bólu.

Badacze z MIT podkreślają, że nie każde zdarzenie elektryczne w mózgu ma swoje przełożenie na świadomość. Pamiętamy choćby o eksperymentach z podejmowaniem decyzji. Okazywało się, że decyzja podejmuje się sama w mózgu nawet na kilka sekund przed tym, gdy trafi do naszej świadomości i wydaje się nam, że podjęliśmy ją świadomie. Hipotetycznie nawet zdecydowana większość procesów w mózgu wydarza się w podświadomości czy przedświadomości.

Można to uzasadnić tym, że nasze mózgi wyewoluowały (podobnie jak u innych istot), by pomagać nam w zdobywaniu pożywienia i unikaniu niebezpieczeństw na sawannie setki tysięcy lat temu. Nie są one najlepiej przystosowane do świadomego przetwarzania wszystkiego, a zwłaszcza przebodźcowującego strumienia treści, którym raczy nas współczesny świat. Prawdopodobnie skończyłoby się to szaleństwem. Nasza świadomość jest więc odciążana. Odfiltrowywane są treści, które wydają się mózgowi mało istotne z punktu widzenia przetrwania - ale raczej w czasach prehistorycznych niż dzisiejszych.

Część ludzi potrafi stosować różne techniki, aby ich świadomość ogarniała więcej. Niektórym przychodzi to wręcz naturalnie - jak w przypadku sawantów, którzy potrafią zapamiętywać całe książki po jednym tylko przeczytaniu albo czytać dwie strony jednocześnie. Nasza normalna, codzienna percepcja jest ograniczona nie tylko filtrami znaczeniowymi, ale także przez spektrum odbieranych bodźców. Nasze narządy zmysłów odbierają pewne wąskie pasmo częstotliwości (np. spektrum światła widzialnego i spektrum dźwięków słyszalnych dla człowieka), a niektórych zmysłów obecnych w królestwie zwierząt w ogóle nie posiadamy. Przetwarzamy więc jakiś wycinek rzeczywistości, który bynajmniej nie jest całością.

Nasze poznanie i percepcja są więc subiektywne. Nie znamy "nagiej" rzeczywistości samej w sobie. Rozszerzamy nasz ogląd np. dzięki instrumentom naukowym, ale ostatecznie i tak tworzymy na temat wszystkiego koncepcje w głowie. Nawet widziane przez nas obrazy i słyszane dźwięki generują się w naszym mózgu i nie mamy pewności, czy inni doświadczają ich w ten sam sposób.

Co więcej, widzenie także może odbywać się poza naszą świadomą percepcją. Mimo że narząd wzroku działa i przesyła dane do mózgu, a ten tworzy z nich obraz, to jak wyjaśnia Daniel Freeman z MIT, "jedną rzeczą jest powiedzieć, czy te neurony zareagowały elektrycznie, a inną rzeczą jest powiedzieć, czy człowiek zobaczył światło".

Źródła:

• Daniel K. Freeman, Brian Odegaard, Seung-Schik Yoo, Matthias Michel, Transcranial focused ultrasound for identifying the neural substrate of conscious perception, Neuroscience & Biobehavioral Reviews, Volume 180, January 2026, 106485. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2025.106485
• Peter Dizikes, This new tool could tell us how consciousness works, MIT News (2026).