Den ubevisste hjernen består av ubundne øyer, sier forskere

Den menneskelige hjerne er den eneste grunnen til at vår art har overlevd på denne planeten i så lang tid, men til og med den har en blind spot. Når det er bevisstløs - enten på grunn av søvn, anestesi eller koma - vi sitter ender. Det betyr ikke at hjernen er helt stengt, skjønt. Studier av den ubevisste hjernen har vist at det fortsatt er aktivt, men hva det egentlig er driver med er noen gjetning.

I en trio av papirer utgitt onsdag, ga nevrovennere fra Universitetet i Michigan Medical School senter for bevisstvitenskap sin siste stab til å forstå det ubevisste sinnets bevegelser. I stedet for å stenge helt, forklarte et lag i Trender i nevrovitenskap papir, slår noen av hjernens kommunikasjonsveier ned under bevisstløshet, og derfor spiller prosesser ikke ut normalt, selv om de forskjellige områdene i hjernen fortsatt er aktive.

"Vi undersøkte bevisstløshet på tvers av tre forskjellige forhold: fysiologisk, farmakologisk og patologisk", sa professor George A. Mashour, professor i University of Michigan Medical School, professor i studien, i en uttalelse på onsdag.

"Vi fant at under bevisstløshet, forstyrret tilkobling i hjernen og større modularitet skaper et miljø som er ugjestmild til den typen effektiv informasjonoverføring som kreves for bevissthet."

Denne studien, sammen med de relaterte papirene i Grenser i Human Neuroscience og Journal of Neuroscience, var basert på Mashours langvarige hypotese at anestesi ikke stenker hjernen, men slår av kommunikasjonen mellom sine forskjellige regioner. Bevissthet, som vi forstår det, er avhengig av raske brannsignaler som sendes fra ett område til et annet. Opprettholde det er som å sikre at mat kan leveres til alle byene i en stat. Selv om gårder produserer varer og byer er klare til å motta dem, bryter hele prosessen ned hvis veiene er blokkert.

"I stedet for å se et sterkt koblet hjernenettverk, resulterer anestesi i en rekke øyer med isolert kognisjon og behandling," sa Mashour.

Mashour og hans kollegaer støttet denne hypotesen ved å se på hjernen til mennesker i ubevisste tilstander, enten medisinsk indusert med anestesi, sedated i en søvnaktig tilstand eller vegetativ. I Journal of Neuroscience artikkelen, Mashour og Anthony G. Hudetz, Ph.D., papirets seniorforfatter og også professor i anestesiologi, viste at hjerner i de tidlige stadier av sedasjon tar mye lenger tid å behandle informasjon, noe som er i tråd med hypotesen om at kommunikasjon bremser ned under bevisstløshet. De viste også at de enkelte områdene i hjernen begynte å fokusere sin aktivitet innad i stedet for eksternt, og videre understøtte ideen om at bevisstløshet manifesterer seg som hjerne "øyer".

"Den stramningen kan føre til manglende evne til å koble til fjerne områder," sa Hudetz i en uttalelse.

I Grenser i Human Neuroscience papir, jobbet teamet med fysikeren UnCheol Lee, Ph.D., for å kvantifisere mengden "informasjonsintegrasjon" i hjernen under bevisstløshet. Nøkkelideen i integrert informasjonsteori, en fremtredende (og svært komplisert) forklaring av bevissthet, er at "et system er bevisst om det har en egenskap som heter Φ eller phi, som er et mål på systemets" integrerte informasjon "som legg det i 2015. Lee og kollegaer skjønte at hvis hjernen isolerte sine regioner til små øyer under bevisstløshet, ville det være mindre integrert. Måle phi som folks hjerner gled inn i bevisstløshet, de fant at det faktisk gikk ned.

Forståelse av bevisstløshet er spesielt viktig for anestesiologer, hvis arbeidsplasser er avhengige av å sette folk inn i denne tilstanden og, avgjørende, få dem ut uhyggelig. Å vite hvilke motorveier i hjernen stenger ned og hvordan den reduserte strømmen av signaler påvirker sine forskjellige regioner, vil også en gang også hjelpe forskere bedre å forstå folk i koma, og hvordan, eller om de kan returneres til en bevisst tilstand.