Сознание может зависеть от коллективной работы клеток мозга

Несмотря на важность этих исследований, меня всегда больше интриговала идея использования психоделиков в качестве инструмента для изучения нейронных основ человеческого сознания на лабораторных животных.

В конечном счете, у нас с другими млекопитающими одинаковое базовое нейронное оборудование и, возможно, некоторые базовые аспекты сознания. Поэтому, изучая, что происходит в мозге при психоделическом изменении сознательного опыта, мы, возможно, сможем понять, что такое сознание вообще, Авто масла купить в Алматы.

Мы до сих пор не знаем многого о том, как сети клеток в мозге обеспечивают сознательный опыт. Доминирующая точка зрения состоит в том, что сознание каким-то образом возникает как коллективный феномен, когда разрозненная обработка информации отдельными нейронами (клетками мозга) интегрируется при их взаимодействии.

Однако механизм, с помощью которого это должно происходить, остается неясным. Теперь наше исследование на крысах, опубликованное в журнале Communications Biology, позволяет предположить, что психоделики радикально меняют способ взаимодействия и коллективного поведения нейронов.

В нашем исследовании на крысах сравнивались два различных класса психоделиков: классический тип ЛСД и менее типичный тип кетамина (в больших дозах кетамин является анестетиком). Известно, что оба класса психоделиков вызывают психоделический опыт у людей, несмотря на то, что действуют на разные рецепторы в мозге.

Изучение мозговых волн

Мы использовали электроды для одновременного измерения электрической активности 128 отдельных областей мозга девяти бодрствующих крыс, которым давали психоделики.

Электроды могут улавливать два вида сигналов: электрические волны мозга, вызванные суммарной активностью тысяч нейронов, и более мелкие преходящие электрические импульсы, называемые потенциалами действия, от отдельных нейронов.

Классические психоделики, такие как ЛСД и псилоцибин (действующее вещество волшебных грибов), активируют рецептор в мозге (5-HT2A), который обычно связывается с серотонином – нейромедиатором, регулирующим настроение и многое другое. Кетамин, напротив, действует путем ингибирования другого рецептора (NMDA), который обычно активируется глутаматом, основным нейромедиатором в мозге, заставляющим нейроны работать.

Мы предположили, что, несмотря на эти различия, оба класса психоделиков могут оказывать сходное влияние на активность клеток мозга. Действительно, оказалось, что оба класса наркотиков вызывают очень похожую и характерную картину мозговых волн во многих областях мозга.

Мозговые волны были необычайно быстрыми – они колебались около 150 раз в секунду. Кроме того, они были удивительно синхронизированы между различными областями мозга. Известно, что короткие всплески колебаний с подобной частотой периодически возникают в некоторых областях мозга в нормальных условиях. Но в данном случае они происходили в течение длительного времени.

Во-первых, мы предположили, что волна генерируется одной структурой мозга, а затем распространяется на другие участки. Но данные не соответствовали такому сценарию.

Вместо этого мы увидели, что волны поднимаются и опускаются практически одновременно во всех частях мозга, где мы могли их обнаружить, – это явление называется фазовой синхронизацией. Насколько нам известно, такая жесткая фазовая синхронизация на таких больших расстояниях никогда ранее не наблюдалась.

Мы также смогли измерить потенциалы действия отдельных нейронов во время психоделического состояния. Потенциалы действия – это электрические импульсы длительностью не более тысячной доли секунды, возникающие в результате открытия и закрытия ионных каналов в клеточной мембране.

Потенциалы действия являются основным способом воздействия нейронов друг на друга. Поэтому они считаются основным носителем информации в мозге.

Однако активность потенциалов действия, вызванная ЛСД и кетамином, существенно различалась. Поэтому они не могут быть напрямую связаны с общим психоделическим состоянием.

В случае ЛСД нейроны тормозились, т.е. генерировали меньшее количество потенциалов действия, во всех частях мозга. В случае кетамина эффект зависел от типа клеток – некоторые крупные нейроны тормозились, в то время как более мелкие, локально соединяющиеся нейроны, срабатывали быстрее.

Поэтому, вероятно, именно феномен синхронизированных волн – коллективного поведения нейронов – наиболее тесно связан с психоделическим состоянием.

С точки зрения механики это имеет определенный смысл. Вполне вероятно, что подобная повышенная синхронность оказывает большое влияние на интеграцию информации между нейронными системами, на которую опирается нормальное восприятие и познание.

Я думаю, что эта возможная связь между системной динамикой на уровне нейронов и сознанием очень интересна. Она предполагает, что сознание зависит от связанного коллективного состояния, а не от активности отдельных нейронов – оно больше, чем сумма его частей.

Тем не менее, на данный момент эта связь остается весьма умозрительной. Это связано с тем, что данное явление еще не наблюдалось в человеческом мозге.

Кроме того, следует с осторожностью относиться к экстраполяции человеческого опыта на других животных – конечно, невозможно точно знать, какие аспекты путешествия мы разделяем с нашими родственниками-грызунами.

Но когда речь идет о раскрытии глубокой тайны сознания, ценен каждый кусочек информации.

Пяр Халье, младший научный сотрудник отдела нейрофизиологии, Лундский университет.