Den ubevidste hjerne består af ikke-forbundne øer, siger forskere

Den menneskelige hjerne er den eneste grund til, at vores art har overlevet på denne planet i så lang tid, men selv har den en blind plet. Når det er ubevidst - enten på grund af søvn, bedøvelse eller koma - vi sidder ænder. Det betyder ikke, at hjernen er helt lukket, selvom. Undersøgelser af den ubevidste hjerne har vist, at det stadig er aktivt, men hvad det egentlig er gør er nogen gætte.

I en trio af papirer, der blev offentliggjort onsdag, frembragte neurovidenskabere fra University of Michigan Medical School Center for Bevidsthedsvidenskab deres nyeste stab til at forstå det ubevidste sinds bevæbninger. I stedet for at lukke helt ned, forklarede et hold i Udvikling i neurovidenskab papir lukker nogle af hjernens kommunikationsveje ned under bevidstløshed, hvorfor processer ikke afspilles normalt, selvom de forskellige områder i hjernen stadig er aktive.

"Vi undersøgte bevidstløshed på tværs af tre forskellige forhold: fysiologisk, farmakologisk og patologisk", udtalte professor George A. Mashour, University of Michigan Medical School, professor i undersøgelsen, i en erklæring onsdag.

"Vi fandt ud af, at under bevidstløshed forstyrret forbindelsen i hjernen og større modularitet skaber et miljø, der er uhyggeligt for den form for effektiv informationsoverførsel, der kræves for bevidsthed."

Denne undersøgelse sammen med de relaterede papirer i Grænser inden for human neurovidenskab og Journal of Neuroscience, var baseret på Mashours langvarige hypotese, at anæstesi ikke lukker hjernen ned, men snarere afskærer kommunikationen mellem sine forskellige regioner. Bevidsthed, som vi forstår det, er afhængig af hurtige brandsignaler, der sendes fra et område til et andet. Vedligeholdelse er at sikre, at mad kan leveres til alle byer i en stat. Selvom gårde producerer varer og byer, er de klar til at modtage dem, bryder hele processen ned, hvis vejene er blokeret.

"I stedet for at se et stærkt forbundet hjernenetværk resulterer anæstesi i en række øer med isoleret kognition og behandling," sagde Mashour.

Mashour og hans kolleger støttede denne hypotese ved at kigge på hjernen hos mennesker i ubevidste stater, hvad enten de er medicinsk induceret med anæstesi, sederet i en søvnlignende tilstand eller vegetativ. I Journal of Neuroscience artiklen, Mashour og Anthony G. Hudetz, Ph.D., papirets seniorforfatter og også professor i anæstesiologi, viste, at hjerner i de tidlige stadier af sedation tager meget længere tid at behandle information, hvilket er i tråd med den hypotese, at kommunikation sænker under bevidstløshed. De viste også, at de enkelte områder i hjernen begyndte at fokusere deres aktivitet indad snarere end eksternt og yderligere understøtte ideen om, at bevidstløshed manifesterer sig som hjerne "øer".

"At stramningen kan føre til manglende evne til at forbinde med fjerne områder," sagde Hudetz i en erklæring.

I Grænser inden for human neurovidenskab papir arbejdede teamet med fysikeren UnCheol Lee, Ph.D., for at kvantificere mængden af ​​"informationsintegration" i hjernen under bevidstløshed. Nøgleideen i integreret informationsteori, en fremtrædende (og meget kompleks) forklaring af bevidstheden, er at "et system er bevidst, hvis det besidder en ejendom kaldet Φ eller phi, som er et mål for systemets" integrerede information "som sætte det i 2015. Lee og kolleger regnede med, at hvis hjernen isolerede sine regioner i små øer under bevidstløshed, ville det være mindre integreret. Måling phi som folks hjerner smuttede ind i bevidstløshed, de fandt ud af, at det faktisk faldt.

Forståelse af bevidstløshed er især vigtigt for anæstesiologer, hvis job afhænger af at sætte folk ind i denne tilstand og afgørende at få dem ud uhyggeligt. At vide, hvilke hovedveje i hjernen lukker ned og hvordan den reducerede strøm af signaler påvirker sine forskellige regioner, vil også en gang hjælpe forskere bedre med at forstå folk i koma - og hvordan eller om de kan returneres til en bevidst tilstand.