Satu pasukan penyelidik telah menemui "enjin kesedaran" di otak - rantau di mana, dalam monyet sekurang-kurangnya, walaupun sedikit melompat bermula akan membuat mereka bangun dari anestesia.
Kesedaran adalah misteri. Kami tidak tahu dengan pasti mengapa makhluk kadang-kadang terjaga dan kadang-kadang tidur, atau mekanisme di otak yang paling penting untuk keadaan sedar. Walau bagaimanapun, dalam risalah baru ini, para penyelidik mencadangkan beberapa petunjuk penting. Menggunakan elektrod merentas otak awake dan monyet tidur, serta monyet di bawah bentuk anestesia yang berbeza, pasukan itu mendapati dua laluan utama dalam otak monyet untuk kesedaran. Para penyelidik juga mendapati rantau otak tertentu yang seolah-olah mendapatkan laluan tersebut, seperti enjin mereka boleh mula menggunakan beberapa kabel jumper khusus. Kawasan itu dikenali sebagai thalamus lateral pusat.
Tetapi itu tidak bermakna mereka telah mendapati kerusi kesedaran di dalam otak.
"Tidak mungkin kesedaran adalah khusus kepada satu lokasi di dalam otak," kata Michelle Redinbaugh, seorang pelajar siswazah psikologi di University of Wisconsin-Madison dan penulis buku utama, yang diterbitkan pada 12 Februari dalam jurnal Neuron.
Penyelidikan yang lalu telah menunjukkan bahawa kesedaran yang tinggal melibatkan aktiviti tersebar di seluruh otak, tetapi kerja timnya menunjukkan bahawa thalamus lateral pusat kemungkinan memainkan peranan utama, katanya.
Apa maksud "kesedaran"
Adalah penting untuk memahami bahawa, dalam konteks kajian ini, "kesedaran" merujuk lebih kurang untuk menjadi terjaga.
"Perkataan 'kesedaran' mempunyai banyak definisi," kata Michael Graziano, seorang pakar neurosains di Princeton University yang tidak terlibat dalam kajian itu. "Satu cara untuk berfikir tentang kesedaran adalah dari perspektif klinikal untuk terjaga, rangsangan dan responsif kepada rangsangan. Dalam erti kata itu, orang tidur tidak sedar, dan orang-orang dalam keadaan koma juga tidak."
Dan ia tidak sepenuhnya jelas mengapa atau bagaimana orang beralih balik antara negeri-negeri tersebut. Kajian ini mewakili "kerja yang elegan" dalam topik yang sukar, menurut ahli sains neurosisi Universiti Minnesota, Sarah Heilbronner, yang juga tidak terlibat dalam penyelidikan.
Kerja itu difokuskan pada soalan yang sempit: Apa yang membuat orang menjadi sedar?
"Namun, ada konsepsi yang berbeza tentang kesedaran yang jauh lebih sukar untuk dipelajari: pengalaman subjektif yang datang dengan beberapa contoh pemprosesan maklumat di otak, 'apa yang dirasakan sebagai' komponen kehidupan batin kita," kata Graziano kepada Sains Hidup . "Pengajian seperti yang ada sekarang tidak menyentuh kesedaran jenis ini."
Pencetus di otak
Heilbronner berkata kajian monyet menyusuli kajian terdahulu yang melibatkan manusia.
Pada bulan Ogos 2007, para penyelidik dari Weill Cornell Medical College di New York City menerbitkan satu kajian teragak-agak dalam jurnal Nature. Salah satu daripada pesakit mereka telah menghabiskan beberapa bulan di sebuah hospital dalam keadaan "sedar sedar" selepas kecederaan otak traumatik. Lelaki itu kebanyakannya tidak menyedari persekitarannya tetapi kadang-kadang menjadi lebih sedar dan aktif. Memandangkan keadaannya mungkin melibatkan beberapa "underactivation" rangkaian penting di dalam otaknya, mereka menanamkan elektrod yang merangsang talam tengahnya - dan melaporkan peningkatan yang signifikan dalam tahap kesedarannya.
Dalam kajian monyet baru, Redinbaugh dan pasukannya mengambil banyak perkara lagi.
Menggunakan elektrod, para penyelidik menghantar impuls elektrik kecil ke kawasan yang berbeza dari otak monyet 'ketika mereka sedang tidur atau menggoda menggunakan beberapa jenis anestesia. Kebanyakannya, monyet masih tidur. Tetapi menghantar dorongan pada kekerapan tertentu ke thalamus lateral tengah, membuat monyet naik - bahkan dari anestesia mendalam - dan membolehkan mereka mengalami dunia.
"Bukti yang menumpu dari tidur dan pelbagai bentuk anestesia sangat mengagumkan, kerana kita tahu ini mempunyai mekanisme tindakan yang berbeza," kata Heilbronner.
Dalam erti kata lain, anda tidak akan tidur kerana alasan yang sama anda kehilangan kesedaran di bawah bius, dan bentuk anestesia yang berlainan dengan cara yang berbeza.
Tetapi bentuk anestesia dan tidur yang berbeza "nampaknya menumpu pada litar ini dalam kesannya terhadap kesedaran," kata Heilbronner.
Rakaman dari otak monyet ketika mereka pergi ke belakang antara keadaan sedar dan tidak sedarkan diri, para penyelidik mengecil kesadaran kepada dua bahan utama.
"Kesedaran selalu bertepatan dengan dua laluan yang diaktifkan," kata Redinbaugh kepada Live Science.
Salah satu daripada litar kritikal ini membawa maklumat deria dari talamus ke korteks serebrum, rantau otak yang melakukan pelbagai bentuk pemikiran yang kompleks. Kedua-dua litar itu dan laluan lain - yang "membawa maklum balas mengenai ramalan, keutamaan dan matlamat perhatian dalam arah yang terbalik" - perlu aktif untuk kesedaran berfungsi, kata Redinbaugh.
The thalamus lateral pusat, para penyelidik menyimpulkan, mungkin memainkan peranan penting dalam mengaktifkan dan memelihara kedua-dua jalur tersebut. Nampaknya bertindak sebagai pencetus.
Penyelidikan ini tidak berguna hanya dari perspektif murni saintifik, kata Redinbaugh. Menggambarkan dengan tepat bagaimana kesedaran dapat membantu meningkatkan anestesia dan membawa kepada rawatan baru untuk orang yang mengalami kesedaran, seperti lelaki dalam kajian Perubatan Perubatan Weill Cornell.
Hubungan antara aktiviti dalam thalamus dan korteks sangat menarik untuk rawatan perubatan, kata Heilbronner.
Berbanding dengan thalamus, "korteks serebrum juga merupakan sasaran yang lebih menarik," katanya. Itu kerana rawatan noninvasive, seperti rangsangan magnet transkranial, boleh mencapai permukaan korteks, tetapi mereka tidak dapat mencapai thalamus, yang dikebumikan jauh di dalam otak, tepat di atas batang otak. "Mungkin dengan membina model litar seperti ini, kami tidak dapat memberi kesan kepada mereka berdua," kata Heilbronner.
Walaupun terdapat kemungkinan, ada sebab untuk menyemak semula penemuan itu, kataLaura Fernandez, seorang pakar neurosains di Université de Lausanne di Switzerland.
"Ia dilakukan dalam dua monyet. Sampel sangat sedikit," kata Fernandez kepada Live Science. Ia "bagus untuk mencuba tikus dengan sampel nombor yang lebih tinggi." Penyelidik juga perlu menyemak semula lokasi elektrod yang diletakkan di dalam otak, untuk memastikan mereka benar-benar mengaktifkan thalamus lateral pusat dan bukan kawasan otak berhampiran lain, kata Fernandez.
Namun, dia menegaskan, hasilnya sesuai dengan kajian terbaru mengenai tikus; kertas itu, diterbitkan pada bulan Jun 2018 dalam jurnal //vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, mencadangkan ada "bangun" terjaga di suatu tempat di thalamus.
