Gdzie „mieszka” świadomość? Zawiaduje nią struktura ukryta głęboko w mózgu

Spis treści

1. Trudności w badaniach głębokich struktur mózgu
2. Jak zbadano aktywność wzgórza?
3. Wzgórze decyduje o tym, co dociera do świadomości

Badanie świadomości nie jest rzeczą łatwą, szczególnie gdy w grę wchodzą głębsze obszary mózgu. O ile aktywność położonej „na wierzchu” kory mózgowej dość łatwo można zmierzyć, to dotarcie głębiej jest dużo trudniejsze. O tym, że kora mózgowa bierze aktywny udział w świadomych myślach wiadomo już od dawna. Teraz, w nowym eksperymencie, naukowcom udało się zmierzyć także funkcjonowanie głębokich struktur mózgu.

Trudności w badaniach głębokich struktur mózgu

Dotychczasowe badania nad świadomością koncentrowały się na korze mózgowej. Jej aktywność elektryczną łatwo zbadać, rejestrując fale mózgowe elektroencefalografem (EEG). Jednak badacze od dawna podejrzewali, że także inne części mózgu aktywizują się wraz z ze świadomymi działaniami: myślami, czy reakcją na bodźce z otoczenia.

Problem w tym, że zmierzenie aktywności głębszych części mózgu wymaga zabiegów chirurgicznych, a konkretnie wszczepienia elektrod. Dlatego tego typu badania są rzadkie i kontrowersyjne. Próbowano tego typu eksperymenty przeprowadzać na zwierzętach, jednak ich mózgi za bardzo różnią się od naszych. Poznanie tajemnicy świadomości długo się naukowcom wymykało.

Jak zbadano aktywność wzgórza?

W najnowszym numerze czasopisma „Science” opublikowano wyniki badania, w którym neurobiologom z Uniwersytetu w Pekinie udało się dotrzeć do wzgórza – części mózgu położonej bardzo głęboko. Wzgórze odpowiada m.in. za przekazywanie wrażeń czuciowych, wyrażanie emocji i motorykę. Jego rola w badaniach nad świadomością była dotychczas nieznana, choć podejrzewano jego znaczący udział w czynnościach podejmowanych przez mózg w okresach przytomności.

Jak badacze z Chin „dobrali się” do wzgórza? Otóż uczestnikami badania były osoby poddane terapii na silne i uporczywe bóle głowy. Taka terapia polega na wysyłaniu impulsów elektrycznych za pomocą elektrod wszczepionych do mózgu. Badacze nie musieli więc wykonywać żadnych inwazyjnych zabiegów, bo pacjenci byli im poddani już wcześniej.

Uczestnicy zostali poproszeni o poruszanie oczami w określony sposób, w zależności od tego, czy zauważyli ikonę na ekranie. Ikonę pokazywano w taki sposób, aby badani byli świadomi jej pojawienia się tylko w połowie przypadków. Podczas tych zadań naukowcy rejestrowali aktywność wielu obszarów mózgu, w tym we wzgórzu i korze mózgowej. To pierwszy raz, kiedy jednocześnie mierzono aktywność świadomego mózgu w kilku miejscach. Christopher Whyte, neurobiolog z Uniwersytetu w Sydney komentuje, że badanie to „jest naprawdę niezwykłe”. Nigdy wcześniej nie widziano jak różne struktury mózgu współpracują ze sobą podczas świadomego wykonywania zadań.

Wzgórze decyduje o tym, co dociera do świadomości

Aktywność wzgórza i kory mózgowej uczestników, gdy byli świadomi pojawienia się ikony, wyraźnie różniła się od aktywności, gdy nie byli jej świadomi. W pierwszym przypadku pojawiała się wcześniej i była silniejsza we wzgórzu niż w korze mózgowej. Wydawała się także być skoordynowana w obu obszarach. Sugeruje to, że wzgórze działa jak filtr i kontroluje, które dane docierają do świadomości, a które nie. To co najmniej niezwykły, jeśli nie rewolucyjny wynik.

Jest on spójny z tym, co dotychczas obserwowano u innych ssaków. W badaniu z 2020 r. przeprowadzonym przez międzynarodowy zespół, na myszach wynik był podobny. Informacja najpierw wędrowała do wzgórza, a dopiero potem do kory mózgowej, gdzie stawała się częścią świadomości.

Neurobiolodzy nie kryją ekscytacji odkryciami Chińczyków. Liad Mudrik z Uniwersytetu w Tel Awiwie nazwał je „jednym z najbardziej szczegółowych i obszernych badań roli wzgórza w świadomości”. Profesor Mingsha Zhang, jeden z autorów badania, planuje przeprowadzić więcej eksperymentów na ludziach, a także szczegółowo zbadać aktywność mózgu u makaków.

Źródło: Science

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.