Avastatakse teadvusega seotud hiiglaslikud neuronid

Mis on teadvuse olemus? See on psühholoogia, neuroteaduste ja meelefilosoofia üks suuri saladusi ja kummalisel kombel Aidanud on loomade uurimine, kelle teadvustaju peab meie omast mõnevõrra erinema selgitada seda.

Tegelikult on hiljuti Christof Kochi juhitud Alleni ajuteaduste instituudi teadlaste meeskond avaldanud kolm hiiglaslikku neuronit, mis ühendavad suurt osa ajust hiirtest; Sellised neuronid võivad olla teadvuse füsioloogiline alus, kuid teised eksperdid ei nõustu sellega.

• Seotud artikkel: "Neuronite tüübid: omadused ja funktsioonid"

Kolm hiiglaslikku neuronit

Christof Koch ja tema meeskond esitasid neuroteadusliku kogukonna liikmetele, kus esitasid oma aju neuronite ühenduvuse uurimistöö metoodika ja tulemused hiired.

Tema ettekande silmapaistvam aspekt oli kolme hiiglasliku neuroni tuvastamine, mis tulenevad aju struktuurist, mida nimetatakse “kloostriks”, ja ühendavad selle suure ajuosaga. Kolmest suurim jõuab kogu ajju, samal ajal kui ülejäänud kaks hõlmavad ka olulist osa poolkeradest.

Nagu selgub uurimise käigus saadud kolmemõõtmelistest piltidest, on need kolm rakud säilitavad tugevad sünaptilised ühendused neuronitega paljudes I aju. See viitab sellele, et neil võib olla oluline roll kesknärvisüsteemi elektrokeemiliste impulsside koordineerimisel.

Hetkel siiski nende kolme neuroni olemasolu pole teistel liikidel kinnitatud loomade, sealhulgas inimeste suhtes, tuleb Kochi meeskonna väidete üldistamisel olla väga ettevaatlik.

• Seotud artikkel: "Inimese aju osad (ja funktsioonid)"

Mis on klooster?

Klooster on neuronite kiht, mis on kinnitatud aju neokorteksi alumise näo külge, insula ja basaalganglionide lähedale; mõnikord peetakse seda selle struktuuri osaks. Selle amplituud on ebaregulaarne, mõnes piirkonnas on see mitu millimeetrit, mõnes aga palju vähem kui üks millimeeter.

See ajupiirkond sünapsid paljude kortikaalsete ja subkortikaalsete struktuuridega, sealhulgas hipokampus, mis on hädavajalik pikaajalise mälu jaoks, ja amügdala, mis on seotud emotsionaalse õppimisega.

Kloostri neuronid ei hoia mitte ainult asjakohaseid sidemeid teiste ajuosadega, vaid on ka üksteisega väga tihedalt seotud. Seda on seostatud kloostrit läbiva stimulatsiooni ühetaolise töötlemisega.

Kochi meeskonna ettepanek

Toetudes oma hiljutistele uuringutele ja teistele, kellega ta varem koostööd tegi, Koch kaitseb, et teadvus võiks asuda kloostris, mis on olnud tema professionaalse karjääri põhirõhk.

Selle meeskonna ettepaneku kohaselt võimaldaksid nende leitud kolm hiiglaslikku neuronit kloostri närviimpulsside koordineerimine: seostada selle struktuuri signaalide vastuvõtmine ja saatmine signaali välimusega teadvust, võttes arvesse selle ülekande globaalsust ja omistatud funktsioone kloostrisse.

Selle hüpoteesi teine ​​asjakohane uurimus on Mohamad Koubeissi rühma (2014) poolt läbi viidud naine, keda tabas epilepsia. See meeskond leidis, et kloostri stimuleerimine elektroodide abil "deaktiveeris" teadvuse stimuleerimise katkestamine sundis teda seda taastama.

Uurimise metoodika

Alleni Instituudi uurimisrühm käivitas mitme hiire kloostrist pärinevate üksikute neuronite fluorestsentsvalkude tootmise. Selleks kasutasid nad ainet, mis kehas viibides põhjustas teatud geenide aktiveerimise.

Märklaudneuronite kaudu levitades andsid need valgud nende rakkude kogu pikkusele iseloomuliku värvi. Hiljem võtsid nad ajuosadest 10 000 pilti ja kasutasid loomiseks arvutitarkvara aktiveeritud neuronite kolmemõõtmelised kaardid.

Selle hüpoteesi kriitika

Erinevad neuroteaduste eksperdid pole Kochi meeskonna ettepanekuga nõustunud. Üldiselt on kritiseeritud tema hüpoteesi lokaliseerumist, mis omistab kloostrile inimese teadvuses peamise rolli, ilma et seda toetaks kindel uurimisbaas.

Nende väidete tõesuse uurimiseks viisid Chau jt (2015) läbi uuringu 171 peavigastuse saanud sõjaveteraniga. Nad leidsid selle kloostri vigastused olid seotud teadvuse aeglasema taastumisega pärast kahjustusi, kuid mitte tõsisemate pikaajaliste tagajärgedega.

Praegu on tõendid hüpoteesi kasuks, et klooster on teadvuse võti, ebaselge, eriti mis puudutab inimesi. Kuid tõendid viitavad sellele see struktuur võib olla tähelepanelikuks kontrollimiseks asjakohane mõlema ajupoolkera erinevate piirkondade ühendamise kaudu.

Bibliograafilised viited:

• Chau, A.; Salazar, A. M.; Krueger, F.; Cristofori, mina & Grafman, J. (2015). Claustrumi kahjustuste mõju inimese teadvusele ja funktsiooni taastumisele. Teadvus ja tunnetus, 36: 256–64.

• Crick, F. C. & Koch, C. (2005). Mis on klaustrumi funktsioon? Londoni reaalse ühiskonna filosoofilised tehingud B: Biological Sciences, 360 (1458): 1271–79.

• Koubeissi, M. Z. Bartolomei, F. Beltagy, A. & Picard, F. (2014). Väikese ajupiirkonna elektriline stimulatsioon häirib teadvust pöörduvalt. Epilepsia ja käitumine, 37: 32-35.

• Torgerson, C. M.; Irimia, A.; Goh, S. Y. M. & Van Horn, J. D. (2015). Inimese klaustrumi DTI-ühenduvus. Inimese aju kaardistamine, 36: 827-38.