Разгадана ли е най-накрая тайната на връзката между ума и тялото: открита е нова структура в моторната кора на главния мозък

Наскоро откритата структура в моторната кора, за която се счита, че е мястото на комуникация между съзнанието и тялото, разклати разбирането ни за функционалната структура на тази област на мозъка. Счита се, че тази структура участва както в мисленето и планирането, така и в контрола на неволевите функции на тялото.

В продължение на десетилетия невробиолозите приемаха, че моторната кора образува непрекъсната соматотопична структура (подреждането в нервната система на структури, съответстващи на различни части на тялото). Това разбиране се базира на работата на Уайлдър Пенфийлд, известен неврохирург, който през 30-те години на миналия век картографира двигателните зони на мозъка. В мозъка на пациенти, подложени на операция, е прилагана лека електрическа стимулация, за да се картографират тези области. Анализирайки реакцията на всяка област, е установено, че стимулирането на тясна ивица тъкан, разположена между лявата и дясната половина на мозъка, предизвиква контракции на определени части на тялото.

Тези зони за двигателен контрол са подредени в същия ред, в който се намират и контролираните от тях области на тялото. По-конкретно областите, които контролират пръстите на краката, са в единия край на тъканната лента, а областите, които контролират лицето, са в противоположния край. Това откритие е дало възможност на неврохирурга да създаде карта, представена под формата на хомункулус, която се превърна в основна част от всички учебници по неврология.

Но някои функции, контролирани от мозъка, озадачават невролозите. Например механизмът, по който безпокойството кара някои хора да получават сърцебиене или други нервни реакции, остава загадка. Много други въпроси също остават без отговор, като например: защо стимулирането на блуждаещия нерв, който регулира вегетативните функции на вътрешните органи, може да облекчи депресията? Защо хората, които редовно правят физически упражнения, се чувстват като цяло много по-удовлетворени?

Предишни изследвания показват съществуването на връзка между ума и тялото и поставят под въпрос работата на Пенфийлд. Да напомним, че паметта, вниманието, логиката, интуицията, решаването на проблемите, уменията за общуване, емоциите (на теория) и дори несъзнаваното са основни характеристики на ума. Въпреки това липсата на доказателства и известността на картата на Пенфийлд доведоха до пренебрегването на тези изследвания.

„Когато започнахме да търсим, открихме множество публикувани данни, които не отговаряха напълно на неговите идеи, и алтернативни интерпретации, които са били игнорирани“, споделя съавторът на новото изследване Нико Дозенбах, доцент по неврология в Медицинския факултет на Вашингтонския университет.

Нова научна работа, публикувана в Nature, представя както ретроспективен преглед на тези изследвания, така и нови категорични доказателства за връзката между ума и тялото. Резултатите идентифицират нови области на моторната кора, участващи в мисленето и планирането, както и в контрола на автономните физиологични функции (като регулирането на кръвното налягане и сърдечния ритъм). По този начин, в противоречие с предишните хипотези, моторната кора трябва да образува непостоянна соматотопична структура.

Мозъчната зона на мисленето и планирането

В своето проучване Дозенбах и колегите му възпроизвеждат работата на Пенфийлд, като използват функционална магнитно-резонансна томография (fMRI) на седем здрави пълнолетни лица. След това създават индивидуални мозъчни карти за всеки участник и сравняват резултатите с набор от данни от мозъчни сканирания на около 50 000 души.

Изследователите с изненада установяват, че картата на Пенфийлд не съответства съвсем точно на получените резултати. Зоните, контролиращи краката, ръцете и лицето, били същите като тези на картата. За разлика от тях, три други малки области се намират между тези три области и се оказало, че участват само косвено в контрола на движенията, въпреки присъствието им в моторната кора.

Счита се, че тези три нови области се различават от областите, които контролират движението, по-фини са и са по-силно свързани помежду си, както и с мозъчните области, участващи в мисленето, планирането, психическата възбуда, болката и контрола на вътрешните органи и физиологичните функции. Освен това сканирането с ядрено-магнитен резонанс показва, че тези области се активират, когато човек мисли за извършването на дадено движение, и затихват, когато движението се извършва.

Изследователите са на мнение, че именно в тези области умът е активен и целенасочен.

„Умът се използва за успешното поведение в околната среда, за да можете да постигнете целите си, без да се наранявате или убивате“, казва Досенбах.

Следователно е логично двигателните зони да са свързани с изпълнителните и физиологичните процеси, като например сърдечния ритъм и ноцицепцията.

„Ако успокоите едното, то трябва да има обратна връзка с другото“, казва водещият автор на изследването Евън М. Гордън, доцент по радиология във Вашингтонския университет.

Изследователите назоваха тези нови връзки сомато-когнитивна мрежа за действие (ум-тяло) или SCAN. Други експерименти показват, че тази структура може да бъде открита само при деца на една година и към деветгодишна възраст започва ясно да се откроява, като при възрастните. При същите експерименти и наблюдения на други млекопитаещи се оказа, че при маймуните например, тази структура е много по-малка и по-рудиментарна. Авторите на тази научна работа предполагат, че структурата SCAN активно се развива, само ако организмът извършава сложно планиране и задълбочено мислене.