Izraelski naučnici u najnovijem istraživanju pokušali su da pronađu ključ za naučnu enigmu: Kako budni mozak transformiše senzorni unos u svjesno iskustvo? Tokom sna reakcija mozga na zvuk ostaje jaka, ali jedna ključna karakteristika svjesne pažnje nestaje.

Revolucionarna studija Univerziteta u Tel Avivu oslanjala se na podatke prikupljene sa elektroda ugrađenih, u medicinske svrhe, duboko u ljudski mozak.

Informacije su korišćene za ispitivanje razlika između odgovora moždane kore na zvukove u snu u odnosu na budno stanje.

Istraživači su bili iznenađeni kada su otkrili da reakcija mozga na zvuk ostaje snažna tokom spavanja u svim parametrima osim u jednom: nivou alfa-beta talasa povezanih s pažnjom na slušni unos i srodnim očekivanjima. To znači da tokom spavanja mozak analizira slušni unos, ali nije u stanju da se fokusira na zvuk ili da ga identifikuje, pa stoga ne dolazi do svjesnog stanja.

Autori studije ističu da je ona jedinstvena po tome što se zasniva na rijetkim podacima sa elektroda ugrađenih duboko u ljudski mozak, omogućavajući tako praćenje električne aktivnosti mozga u visokoj rezoluciji, do nivoa pojedinačnih neurona. Iz razumljivih razloga, elektrode se ne mogu implantirati u mozak živih ljudi samo zbog naučnog istraživanja, ali u ovoj studiji naučnici su bili u mogućnosti da koriste specijalnu medicinsku proceduru u kojoj su elektrode implantirane u mozak pacijenata s epilepsijom, prateći aktivnost u različitim dijelovima njihovog mozga u svrhu dijagnoze i liječenja.

Pacijenti su se dobrovoljno prijavili da pomognu u ispitivanju odgovora mozga na slušnu stimulaciju u budnom stanju u odnosu na spavanje.

Istraživači su postavili zvučnike koji emituju različite zvukove pored pacijentovog kreveta i uporedili podatke s implantiranih elektroda – neuronske aktivnosti i električnih talasa u različitim dijelovima mozga – tokom budnosti u odnosu na različite faze sna. Sveukupno, tim je prikupio podatke od preko 700 neurona, oko 50 neurona kod svakog pacijenta, tokom osam godina.

Dr Hana Hajat, koja je rukovodila istraživanjem, kaže: “Nakon što se zvuk primi u uho, signali se prenose sa jedne ćelije na drugu u mozgu. Donedavno se vjerovalo da tokom sna ovi signali brzo opadaju kada stignu do moždane kore. Ali posmatrajući podatke prikupljene sa elektroda, bili smo iznenađeni kada smo otkrili da je reakcija mozga tokom spavanja bila mnogo jača i kompleksnija nego što smo očekivali. Štaviše, ovaj snažan odgovor se proširio na mnoge regione moždane kore. Snaga moždanog odgovora tokom spavanja je bila slična odgovoru tokom budnosti, u svemu osim jedne specifične karakteristike, gdje je zabilježena dramatična razlika – u nivou aktivnosti alfa-beta talasa.”

Istraživači objašnjavaju da su alfa-beta talasi (10-30Hz) povezani sa procesima pažnje i očekivanja, koji se kontrolišu povratnim informacijama iz viših regija u mozgu. Kako signali putuju “odozdo prema gore” od čulnih organa ka višim regijama, dolazi i do pokreta “odozgo nadolje” – viši regioni, oslanjajući se na prethodne informacije koje su se akumulirale u mozgu, djeluju kao vodič, šaljući dolje signale kako bi uputili senzorne regije na koji unos da se fokusiraju, a koji da ignorišu itd.

Tako, na primjer, kada se određeni zvuk dopre do uha, viši regioni mogu da kažu da li je nov ili poznat i da li zaslužuje pažnju ili ne. Ova vrsta moždane aktivnosti se manifestuje u suzbijanju alfa-beta talasa. I zaista, prethodne studije su pokazale visok nivo ovih talasa u stanjima mirovanja i anestezije. Prema trenutnoj studiji, snaga alfa-beta talasa je glavna razlika između odgovora mozga na zvučne unose u stanjima budnosti u odnosu na spavanje.

Jedan od autora studije, profesor Juval Nir, rezimira: “Naši nalazi imaju široke implikacije izvan ovog specifičnog eksperimenta. Prvo, oni pružaju važan ključ za drevnu, fascinantnu enigmu: Šta je tajna svesti? Šta je ‘iks-faktor’, aktivnost mozga koja je jedinstvena za svijest, koja nam omogućava da budemo svjesni stvari koje se dešavaju oko nas kada smo budni i koja nestaje kada spavamo? U ovoj studiji smo otkrili novi trag, a u budućim istraživanjima namjeravamo da dalje istražimo mehanizme odgovorne za ovu razliku”.

“Sada imamo jasnu kvantitativnu mjeru, prvu takve vrste, za procjenu svijesti pojedinca o dolaznim zvukovima. Nadamo se da će u budućnosti, sa poboljšanim tehnikama za mjerenje alfa-beta moždanih talasa i neinvazivnim metodama praćenja kao što je EEG, biti moguće precizno procijeniti stanje svijesti osobe u različitim situacijama, npr: provjera da li pacijenti ostaju bez svijesti tokom hirurške procedure, praćenje svijesti ljudi sa demencijom ili utvrđivanje da li je osoba koja je navodno u komi, nesposobna da komunicira, zaista nesvjesna svog okruženja. U takvim slučajevima, nizak nivo alfa-beta talasa kao odgovor na zvuk može sugerisati da osoba, iako se smatra nesvjesnom, može u stvari da percipira i razumije riječi koje se izgovaraju oko nje. Nadamo se da će naši nalazi poslužiti kao osnova za razvoj efikasne nove metode za mjerenje nivoa svijesti pojedinaca koji su navodno u različitim stanjima nesvijesti”, zaključuje profesor Nir, piše Sajens dejli, a prenosi RTS.