„Kur mygtukas?“ Mokslininkai smegenyse rado sąmonės „jungiklį“

Pastaraisiais metais sąmonės problema iš filosofijos galutinai persikėlė į gamtos mokslų sritį. Vienas iš aktualiausių neuromokslų klausimų – biologinio žmogaus sąmonės pagrindo supratimas. Pagal dabartinį supratimą, būsena, kuomet žmogus suvokia save realybės subjektu, susijusi su galvos smegenų sudėtingų neuroninių tinklų aktyvumu. Visi mokslininkų bandymai nustatyti konkrečias smegenų zonas, kuriose „gyvena sąmonė“, nebuvo sėkmingos. Tuo tarpu, galvos smegenų fiziologija jau gerai ištirta, 87 milijardai neuronų ir jų struktūros suskaičiuotos ir aprašytos.

Labiausiai paplitusi smegenų ir sąmonės tyrimo proceso metafora – radijo imtuvas. Yra prietaisas, iš jo garsiakalbių sklinda muzika, tačiau atidarius korpusą ir išardžius detales, viduje muzikos nerastume. Maždaug tas pats ir su smegenimis – išnagrinėjome sudėtines dalis, tačiau sąmonės ten neradome.

Ir visgi, įsivaizduoti žmogiškos sąmonės pasireiškimą be galvos smegenų veiklos neįmanoma. Todėl tyrėjams įdomu sulyginti atskirų smegenų regionų veikimą įprasto būdravimo metu ir tuomet, kai, manoma, žmogus neturėtų būti sąmoningas. Tokiuose tyrimuose dažniausiai naudojama bendroji narkozė ir natūralus miegas. Tačiau tokie būdai turi savo trūkumų.

Pavyzdžiui, tai, kad žmogaus nesąmoningu pripažįstamas tik jei nebūna sąmoningo atsako į išorės stimulus. Tačiau tai nebūtinai reiškia, kad nėra vidinių subjektyvių išgyvenimų, taigi, sąmonė nėra prarandama visiškai. 2018 metais Mičigano universiteto mokslininkų grupė pademonstravo sąmonės išlikimo atvejus, taikant bendrąją nejautrą. Vienas iš penkių sveikų savanorių, kuriems mokslininkai sušvirkštė bendrą narkozę sukeliančio preparato propofolio, tyrėjų paprašytas mintyse kūrė vaizdinius, kas buvo fiksuojama fMRT skeneriu. Tad, darytina išvada, kad pacientai narkozės metu nejaučia skausmo, tačiau nebūtinai praranda sąmonę, o gali ir visai „pabusti“.

Dar vienas smegenų tyrinėjimo, dirbtinai išjungiant sąmonę, trūkumas: smegenų aktyvumo vaizdalapio tiesioginis traktavimas kaip sąmonę kontroliuojančių struktūrų aptikimas. O reikia atsižvelgti į tai, kad narkozę sukeliantys preparato smegenis veikia gan plačiai.

Neseniai tarptautinė tyrėjų iš Amerikos, Suomijos ir Švedijos grupė paskelbė, kad jiems pavyko šių trūkumų išvengti ir išsiaiškinti smegenų struktūras, kurių aktyvumas, labai tikėtina, turi lemiamą reikšmę sąmonės reguliavimui.

Jie padarė išvadą, kad nepriklausomai nuo poveikio smegenims metodo (tiek narkozės metu, tiek natūraliai miegant), žmonių sąmonės praradimas ir sugrįžimas susijęs su gumburo, juostinės žievės ir kampinių vingių sudaromo tinklo.

Harry'io Scheinino vadovaujama mokslininkų komanda atliko du eksperimentus su savanoriais. Iš pradžių tyrėjai surinko duomenis apie visų dalyvių individualias smegenų ypatybes MRT. Paskui smegenų aktyvumo vaizdas buvo renkamas, naudojant pozitronų emisijos tomografiją (PET).

Šio metodo esmė – šiek tiek izotopo suleidžiama į medžiagą, dalyvaujančią galvos smegenų ląstelėse vykstančioje cheminėje apykaitoje, o paskui stebimas šios medžiagos pasiskirstymo kitimas dominančiose smegenų srityse. Šia technologija galima detaliai tirti visas smegenų sritis, valdančias sudėtingas „žmogiškas“ funkcijas.

Pirmojo eksperimento metu 39 dalyviams, kurių smegenys buvo skenuojamos PET būdu, buvo leidžiamos vis didesnės bendrąją anesteziją sukeliančio preparato dozės, kol dalyviai nebereaguodavo į išorės stimulus. Paskui jie būdavo žadinami ir iškart apklausiami, – kokius subjektyvius pojūčius jie ką tik patyrė (tokių pojūčių buvimas rodė esant sąmonę be kontakto su išoriniu pasauliu).

Antrojo eksperimento metu 37 tos pačios savanorių grupės žmonės 30 valandų nemiegojo. Paskui tiriamąjį prijungdavo prie PET ir leisdavo jam tiesiog tomografe užmigti, registruodami miego fazes elektroencefalografu ir analizuodavo PET duomenis lėtojo miego metu. Skirtingose jo fazėse dalyvius žadindavo ir, kaip ir pirmuoju atveju, apklausdavo, atlikdami PET.

Dauguma šių dviejų eksperimentų dalyvių sugebėjo papasakoti apie savo pergyvenimus, tai yra, jei buvo sąmoningi, nors ir „atjungti“ nuo išorinio pasaulio. Sugretinę ir išanalizavę gautus duomenis, mokslininkai nustatė smegenų dalis, kurių aktyvumas buvo aiškiai susijęs su sąmone.

Gumburas, juostinės žievė ir kampiniai vingiai – būtent šiose tarpusavyje bendraujančiose smegenų struktūrose buvo fiksuojamas silpnesnis kraujo srautas, kai dalyviai būdavo nesąmoningi, ir stipresnis – kai būdavo žadinami. Ir tai nepriklausė nuo narkozei naudoto preparato ir jo dozės, miego fazės ir būsenos kitimo vektoriaus (iš sąmoningos į nesąmoningą ar atvirkščiai).

Darbo autoriai mano, kad jų nustatytos smegenų struktūros formuoja tinklą, svarbiausią sąmonės „įjungimui“. Būtent šią sistemą tikriausiai ir būtų teisingiausia lyginti su „tumbleriu“, suveikiančiu, kai persijungia smegenų režimai žmogui prarandant sąmonę ar atvirkščiai, ją atgaunant.

Sąmonės atsiradimas ir jos turinio formų įvairovė tebelieka mokslo mįsle. Yra nemažai teorijų, kuriomis stengiamasi paaiškinti, kodėl pasaulį ir save jame suvokiame būtent taip. Tačiau prieš išsiaiškinant sąmonės mechanizmus, mokslininkams teks apsispręsti, ką šis terminas konkrečiai apibrėžia.

Dabar bandoma išskirti sąmonės būsenos indikatorius, kurie nepriklausytų vien nuo elgesio ir reakcijų, o būtų objektyvūs ir, idealiu atveju, juos būtų galima patikrinti technologijomis.

Kokia tokių tyrimų vertė? Tikimasi, kad jie padės patobulinti sąmonės sutrikimų diagnostiką; padės suprasti situacijas, kuomet regimų sąmonės pasireiškimų nebuvimas nereiškia pačios sąmonės nebuvimo. Galiausiai, jie paaiškins gąsdinamą aktualumą įgaunančią temą: kokie yra išskirtiniai žmogaus sąmonės bruožai? Ar bus galima ir ar reikės pripažinti nebiologinių objektų, kurių elgesio sudėtingumas nenusileidžia žmonių elgesiui, sąmonę?

Dirbtinis intelektas nustojo būti moksline fantastika. Technologijos vystosi taip sparčiai, kad jau artimiausią dešimtmetį žmonėms teks spręsti, kaip elgtis, jei skaitmeninis protas staiga imtų kažkaip save „suvokti“ jį supančiame pasaulyje.

republic.ru