Новое открытие специалистов из Тель-Авивского университета может дать ключ к научной загадке: как бодрствующий мозг преобразует поступающую извне информацию в сознательный опыт?
Новаторское исследование основывалось на данных, собранных с электродов, имплантированных глубоко в мозг человека. По понятным причинам электроды не могут быть имплантированы в мозг живых людей только ради научных исследований, но в данном случае такая процедура проводилась с целью исследования мозга пациентов с эпилепсией для диагностики и лечения этого заболевания. Заодно пациенты согласились помочь изучить то, как мозг реагирует на звуки при бодрствовании и во сне.
Исследователи разместили динамики, издававшие различные звуки, у постели пациента и сравнили нейронную активность и электрические волны в разных областях мозга во время бодрствования и на разных стадиях сна, с разрешением вплоть до уровня отдельных нейронов. Информация собиралась в течение 8 лет.
Учёные удивились, обнаружив, что реакция мозга на звук остаётся сильной во время сна по всем параметрам, кроме одного: уровня альфа-бета-волн, связанных с вниманием к звуковому сигналу и его последующей обработкой. Мощность этих волн, обычно подавляемая при бодрствовании, не снижалась в ответ на звуки — щелчки, слова, музыку. Это означает, что во время сна мозг анализирует поступающий звук, но не может сфокусироваться на нем.
Доктор Ханна Хаят (Hanna Hayat), одна из авторов исследования, говорит: «После того как звуки поступают в ухо, сигналы передаются от одной области к другой внутри мозга. До недавнего времени считалось, что во время сна эти сигналы быстро затухают, достигнув коры головного мозга. Однако реакция мозга во время сна оказалась сильной и богатой, распространяясь на многие области коры».
Исследователи объясняют, что альфа-бета-волны (10—30 Гц) связаны с процессами внимания и ожидания: когда в ухо поступает определённый звук, мозг определяет, является ли звук новым или знакомым и заслуживает ли внимания. Такого рода активность мозга проявляется в подавлении альфа-бета-волн, и действительно, предыдущие исследования показали высокий уровень этих волн в состояниях покоя и наркоза. Поэтому низкий уровень альфа-бета-волн в ответ на звук может свидетельствовать о том, что человек, считающийся бессознательным, на самом деле может воспринимать и понимать слова, которые звучат вокруг него.
Профессор Юваль Нир (Yuval Nir), ведущий автор исследования, резюмирует: «Наши открытия имеют далеко идущие последствия, выходящие за рамки этого конкретного эксперимента. Они дают важный ключ к древней загадке: в чём секрет сознания? Что позволяет нам осознавать, что происходит вокруг нас, когда мы бодрствуем, и что исчезает, когда мы спим?»
