Нейробиологи впервые наблюдали контроль сознания в мозге человека

Нейробиологи впервые наблюдали, как активируются глубинные структуры мозга, когда он осознает собственные мысли — этот процесс называется сознательным восприятием.

Мозг постоянно подвергается бомбардировке множеством зрительных, звуковых и других стимулов, но человек осознает лишь крошечную часть окружающего мира — например, вкус кусочка шоколада или чей-то голос. Наука давно знает, что ключевую роль в этом осознании играет кора.

Значение более глубоких структур мозга до сих пор было сложнее изучить, поскольку доступ к ним возможен только посредством глубокого хирургического вмешательства. Разработать эксперименты для проверки этой концепции на животных тоже непросто. Но изучение этих областей позволило бы расширить теории сознания за пределы внешних слоев мозга.

«Исследования сознания часто вызывают критику и скептицизм, потому что его крайне сложно изучать», — признала нейробиолог Лиад Мудирик из Тель-Авивского университета.

Однако, по ее словам, наука не стоит на месте, накапливая все больше систематических и строгих методов для изучения сознания.

Контроль осознания

Объектом нового исследования, опубликованного в журнале Science, стал таламус. Эта центральная область мозга участвует в обработке сенсорной информации и рабочей памяти, а также, как принято считать, играет роль в сознательном восприятии.

Участники исследования страдают от сильных и постоянных головных болей, для лечения которых им вживили тонкие электроды глубоко в мозг. Это позволило задействовать их в экспериментах по измерению уровня осознания путем регистрации мозговой активности.

Испытуемых просили двигать глазами определенным образом в зависимости от того, увидели ли они мелькнувший на экране значок, который показывался так, чтобы быть замеченным примерно в половине случаев. Исследователи тем временем записывали нейронную активность в нескольких областях мозга, включая таламус и кору.

Это первый эксперимент, когда такие одновременные записи проводились у людей, выполняющих задание, связанное с наукой о сознании, заметил системный нейробиолог Кристофер Уайт из Сиднейского университета. По его словам, работа «действительно впечатляет», потому что позволила проследить, как меняется нейронная активность в разных областях в динамике.

Фильтр мыслей и стимулов

Активность таламуса и префронтальной коры участников, когда они осознавали появление значка, значительно отличалась от активности в моменты, когда они его не замечали. В момент осознания активность в некоторых участках таламуса возникала раньше и была сильнее, чем в коре, и, по-видимому, координировалась между двумя областями. Это говорит о том, что таламус действует как фильтр и контролирует, какие мысли доходят до сознания, а какие нет, пояснил системный нейробиолог Мак Шайн из Сиднейского университета.

Предыдущие исследования на животных дали схожие результаты. В экспериментах 2020 года мышам слегка шевелили усы магнитом, чтобы они ощущали это в половине случаев. Грызунов научили сигнализировать, когда они чувствуют воздействие — и оказалось, что в этот момент активность нейронов коры проецируется в более глубокие области мозга, включая таламус.

Остались вопросы

Последнее исследование — «одно из самых подробных и обширных исследований роли таламуса в сознании», сказала Мудрик. Но остается неясным, была ли зафиксированная активность осознанием или только автоматической реакцией на стимул.

Ученые намерены провести больше экспериментов на людях и подробно изучить мозговую активность макак.