: 19.07.2022
Маркер «сознательного» – реакция мозга на звук
Одно из белых пятен в нейробиологии – как именно мозг преобразует в сознательный опыт сенсорную информацию, которую воспринимают наши органы чувств? Проводя исследования в этой области, ученые неожиданно обнаружили любопытное явление, которое можно использовать в практических целях
Сон – состояние, в котором мы пребываем около трети нашей жизни, – во многом еще остается загадкой. И детально изучить этот феномен у человека мешают трудности физического доступа к тканям и отдельным клеткам мозга.
Недавно израильские ученые исследовали параметры сна у людей, страдающих эпилепсией, в мозг которых были с диагностической целью имплантированы электроды. В результате им удалось зафиксировать электрическую активность отдельных нейронов в ответ на звуки (щелчки, слова, музыку) как во время сна, так и бодрствования.
Обычные методы электроэнцефалографии или функциональной магнитно-резонансной томографии не позволяют изучить тонкие детали реакции мозга на подобную сенсорную стимуляцию во сне, так как стереотипный мозговой ответ слишком силен. Однако сейчас исследователи получили такие данные для более чем 700 отдельных нейронов (примерно по 50 нейронов у каждого участника исследования).
До недавнего времени считалось, что во время сна сигналы от уха, последовательно проходящие через несколько структур мозга, включая кору больших полушарий, быстро затухают. Но сейчас неожиданно выяснилось, что реакция всех структур мозга на звук и во сне остается сильной – за одним исключением.
Процесс обработки сенсорной информации представляет собой движение информации не только «снизу вверх» (от органов чувств – к коре), но и «сверху вниз». К примеру, когда ухо ловит определенный звук, «высшие» области могут оценить, является ли он знакомым, заслуживает ли внимания или его следует игнорировать.
В общей электрической активности головного мозга выделяют так называемые ритмы, обусловленные синхронизированной активностью популяций нейронов, – колебания в разных диапазонах частот, в том числе дельта- и тета- (0.5–7 Гц), альфа- (8–12 Гц), бета- (13–30 Гц) и гамма- (от 30 и выше). У людей сенсорные реакции часто проявляются в виде достоверного пикового увеличения активности гамма-ритмов на фоне снижения мощности в медленно-волновых диапазонах (так называемая десинхронизация, или «реакция активации»).
Ученые действительно зафиксировали у участников исследования во время бодрствования значительную десинхронизацию в ответ на слуховую стимуляцию в диапазоне 10–30 Гц, соответствующую альфа- и бета- ритмам. Однако во время сна, в первую очередь медленного, такая альфа-бета-десинхронизация была намного менее выражена. Такое ослабление «правильной» реакции на слуховые раздражители говорит о том, что хотя «сонный» мозг продолжает воспринимать и анализировать звуки, блокировка обратной связи не позволяет ему сфокусироваться на нем, опознать и «осознать».
Это открытие имеет фундаментальный характер, давая нам еще один ключ к пониманию, что такое сознание. С другой стороны, ученые получили количественную меру, с помощью которой можно на практике различать сознательное и бессознательное состояния. Низкие уровни альфа-бета-волн в ответ на звук указывают на то, что человек может воспринимать обращенную к нему речь. С помощью такого мониторинга можно следить за пациентом, который должен спать во время хирургической операции, а также понять, осознает ли окружающее человек с деменцией или находящийся в коме.
: 19.07.2022 
