Odkriti so orjaški nevroni, povezani z zavestjo

Kakšna je narava zavesti? To je ena največjih skrivnosti psihologije, nevroznanosti in filozofije uma, in nenavadno je, pomagale so raziskave na živalih, katerih čut zavesti se mora nekoliko razlikovati od našega razjasnite.

Dejansko je skupina raziskovalcev z Allenovega inštituta za možganske vede pod vodstvom Christofa Kocha razkrila odkritje trije velikanski nevroni, ki povezujejo velik del možganov miši; Takšni nevroni bi lahko bili fiziološka osnova zavesti, vendar se drugi strokovnjaki ne strinjajo.

• Povezani članek: "Vrste nevronov: značilnosti in funkcije"

Trije velikanski nevroni

Christof Koch in njegova ekipa sta predstavila člane nevroznanstvene skupnosti, v kateri so predstavili metodologijo in rezultate svojih raziskav o nevronski povezanosti v možganih miši.

Najbolj izstopajoč vidik njegove predstavitve je bila identifikacija treh orjaških nevronov, ki izhajajo iz možganske strukture, imenovane "samostan", in jo povezujejo z dobrim delom možganov. Največji od treh doseže celotne možgane, medtem ko drugi dve prav tako pokrivata pomemben del polobel.

Kot razkrivajo tridimenzionalne slike, pridobljene v preiskavi, te tri celice ohranjajo močne sinaptične povezave z nevroni v številnih različnih regijah možgane. To nakazuje, da imajo lahko pomembno vlogo pri usklajevanju elektrokemičnih impulzov centralnega živčnega sistema.

Vendar za trenutek obstoj teh treh nevronov pri drugih vrstah ni bil potrjen živali, vključno z ljudmi, zato je potrebna velika previdnost pri posploševanju trditev Kochove ekipe.

• Povezani članek: "Deli človeških možganov (in funkcije)"

Kaj je samostan?

Cloister je plast nevronov, pritrjena na spodnjo stran možganskega neokorteksa, zelo blizu otoka in bazalnih ganglijev; včasih velja za del te strukture. Njena amplituda je nepravilna, na nekaterih območjih meri več milimetrov, na drugih pa veliko manj kot milimeter.

Ta regija možganov sinapse s številnimi kortikalnimi in subkortikalnimi strukturami, vključno z hipokampus, ki je bistvenega pomena za dolgoročni spomin, in amigdala, vključena v čustveno učenje.

Nevroni v samostanu ne samo da ohranjajo ustrezne povezave z drugimi deli možganov, ampak so med seboj tudi zelo tesno povezani. To je povezano z enakomerno obdelavo stimulacije, ki poteka skozi samostan.

Predlog Kochove ekipe

Na podlagi svojih nedavnih raziskav in drugih, pri katerih je že sodeloval, Koch zagovarja, da bi se zavest lahko nahajala v samostanu, ki je bil glavni poudarek njegove poklicne kariere.

V skladu s predlogom te ekipe bi trije velikanski nevroni, ki so jih našli, dovolili koordinacija živčnih impulzov v samostanu: sprejem in pošiljanje signalov iz te strukture povežite z videzom zavest, ob upoštevanju globalnosti tega prenosa in funkcij, ki so jim bile dodeljene v samostan.

Druga pomembna raziskava za to hipotezo je raziskava skupine Mohamada Koubeissija (2014) z žensko, ki jo je prizadela epilepsija. Ta ekipa je to ugotovila stimulacija samostana z elektrodami "deaktivirala" zavest bolnika, medtem ko jo je prekinitev omenjene stimulacije ponovno vzpostavila.

Metodologija preiskave

Raziskovalna skupina Instituta Allen je sprožila proizvodnjo fluorescentnih proteinov v posameznih nevronih, ki izvirajo iz samostana več miši. Za to so uporabili snov, ki je v telesu povzročila aktivacijo določenih genov.

S širjenjem skozi ciljne nevrone so ti proteini dali celotni dolžini teh celic značilno barvo. Pozneje so naredili 10.000 slik odsekov možganov in za ustvarjanje uporabili računalniško programsko opremo tridimenzionalni zemljevidi aktiviranih nevronov.

Kritike te hipoteze

Različni strokovnjaki za nevroznanosti se s predlogom Kochove ekipe niso strinjali. Na splošno je bil kritiziran lokalizem njegove hipoteze, ki samostanu pripisuje glavno vlogo v človeški zavesti, ne da bi jo podprla trdna raziskovalna podlaga.

Da bi preučili verodostojnost teh izjav, so Chau in drugi (2015) izvedli študijo s 171 vojnimi veterani, ki so utrpeli poškodbe glave. To so ugotovili poškodbe v samostanu so bile povezane s počasnejšim okrevanjem zavesti po poškodbi, vendar ne z resnejšimi dolgoročnimi posledicami.

Trenutno dokazi v prid hipotezi, da je samostan ključnega pomena za zavest, niso prepričljivi, zlasti če gre za človeška bitja. Vendar dokazi to kažejo ta struktura je lahko pomembna za nadzor pozornosti prek povezave različnih regij obeh možganskih polobel.

Bibliografske reference:

• Chau, A.; Salazar, A. M.; Krueger, F.; Cristofori, I. & Grafman, J. (2015). Vpliv lezije klavstruma na človeško zavest in okrevanje funkcije. Zavest in spoznanje, 36: 256-64.

• Crick, F. C. & Koch, C. (2005). Kakšna je funkcija klavstruma? Filozofske transakcije resnične družbe v Londonu B: Biološke znanosti, 360 (1458): 1271-79.

• Koubeissi, M. Z.; Bartolomei, F.; Beltagy, A. & Picard, F. (2014). Električna stimulacija majhnega možganskega področja reverzibilno moti zavest. Epilepsija in vedenje, 37: 32-35.

• Torgerson, C. M.; Irimia, A.; Goh, S. Y. M. & Van Horn, J. D. (2015). DTI povezljivost človeškega klavstruma. Kartiranje človeških možganov, 36: 827-38.