Нещо, което се считаше за невъзможно: съставиха картата на мрежата на човешкото съзнание

Тези изследвания ще помогнат за възстановяване на съзнанието при пациенти с тежки мозъчни травми.

Изследователи от Масачузетската обща болница и Детската болница в Бостън са провели революционно проучване, което картографира мозъчната мрежа, играеща ключова роля в човешкото съзнание. Използвайки усъвършенствани техники за визуализиране с висока разделителна способност, екипът откри досега неизвестни пътища, свързващи различните области на мозъка, формиращи така наречената „възходяща артериална мрежа по подразбиране“ (DAAN). Тази мрежа играе важна роля в поддържането на бодърстване и интегрирането на възбудата със осъзнаването в състояние на покой.

Откритията са публикувани в списание Science Translational Medicine .

Разбирането на човешкото съзнание, особено на нарушенията му в състояния като кома, вегетативно състояние и минимално съзнание, отдавна е предизвикателство и дори се считаше за невъзможно. Съзнанието се състои от два основни компонента: възбуда, която представлява будното състояние, и осъзнатост, която включва съдържанието на съзнанието. Тези компоненти могат да бъдат разединени, както се случва при пациенти, които демонстрират бодърстване без осъзнаване, например във вегетативно състояние.

Изследователите се опитаха да запълнят празнините в познанията за подкоровите пътища, които допринасят за възбудата, и как те се интегрират с кортикалните пътища, свързани с осъзнаването. Целта е била да се предоставят на клиницистите по-добри инструменти за идентифициране, прогнозиране и насърчаване на възстановяването на съзнанието при пациенти с тежки мозъчни увреждания.

Данните за изследването са получени от ex-vivo (постморталните) мозъчни проби на трима неврологично нормални индивиди и in-vivo (през целия живот) 7-Tesla MRI сканирания на 84 здрави доброволци от Human Connectome Project. Мозъчните проби ex-vivo предоставиха подробна анатомична карта, а данните in-vivo помогнаха да се потвърди функционалната свързаност на тези анатомични пътища.

Ключово откритие на изследването е идентифицирането на 18 възела в рамките на DAAN, които са свързани помежду си чрез специфични проекционни пътища. Тези пътища улесняват комуникацията между мозъчния ствол и по-висшите мозъчни области, формирайки структурна основа за поддържане на будност.

Вентралната тегментална зона (ВТА) привлече особено внимание и показа широка свързаност с кортикалната мрежа по подразбиране (ДМН), участваща в самосъзнанието и други висши когнитивни функции. Това предполага, че допаминергичните пътища на VTA са от жизненоважно значение за модулирането на будността и нейното интегриране с осъзнаването, осигурявайки невроанатомична основа за съзнателното състояние.

„Нашата цел беше да създадем карта на човешката мозъчна мрежа, която е от решаващо значение за съзнанието, и да предоставим на лекарите по-добри инструменти за идентифициране, прогнозиране и насърчаване на възстановяването на съзнанието при пациенти с тежки мозъчни увреждания“,

обяснява водещият автор Брайън Едлоу, съдиректор на отделението по неврология в Масачузетската обща болница, асоцииран директор на Центъра за невротехнологии и невровъзстановяване (CNTR) в Масачузетската обща болница, доцент по неврология в Харвардското медицинско училище и научен сътрудник в института

Едлоу продължава: „Резултатите от нашата свързаност предполагат, че стимулирането на допаминергичните пътища във вентралната тегментална област може да помогне на пациентите да излязат от кома, тъй като този възел е свързан с много мозъчни области, които са от решаващо значение за съзнанието“.

Старшият автор Хана Кини, почетен професор в Бостънската детска болница и Харвардското медицинско училище, добави, че „идентифицираните от нас връзки между човешките мозъци могат да се използват като пътна карта за по-добро разбиране на широкия спектър от неврологични разстройства, свързани с променено съзнание, от кома до припадъци и синдрома на внезапната детска смърт (SIDS)“.

Въпреки революционните прозрения, проучването има своите ограничения. Малкият размер на извадката от три ex-vivo мозъчни проби изисква допълнителни изследвания с по-големи проби, за да се потвърдят тези открития. Освен това разделителната способност на изображенията, макар и висока, все още е недостатъчна за точно картографиране на отделните аксони. Поради това резултатите трябва да се разглеждат по-скоро като предварителни, отколкото като окончателни.

Не всички са съгласни с това изследване, понеже считат, че не е етично да бърникаме в човешкото съзнание, понеже това един ден ще даде начин за неговата промяна и моделиране.