В часы бодрствования мозг получает почти постоянный приток сенсорных сигналов различной силы. В течение десятилетий ученые задавались вопросом, почему одни сигналы выходят на свет осознанного осознания, в то время как другие сигналы такой же силы остаются в темных тенях бессознательного. Что управляет воротами, разделяющими тени и свет?
В новом исследовании Департамента анестезиологии и Центра науки о сознании в Мичиганской медицине, опубликованном в Cell Reports , исследователи идентифицируют ключевую область коры головного мозга, которая, по-видимому, является воротами сознательного осознания .
«Обработка информации в мозге имеет два измерения: сенсорная обработка окружающей среды без осознания и тип, который возникает, когда стимул достигает определенного уровня важности и входит в сознательное осознание», — объясняет Зируи Хуанг, доктор философии, исследователь в Отделение анестезиологии.
Хуанг вместе с ведущим исследователем Энтони Худетцем, доктором философии. и их команда попытались подтвердить, что это переключение происходит в части мозга, называемой передней корой островка, действуя как своего рода ворота между сенсорной информацией низкого уровня и осознанием более высокого уровня.
Для экспериментов участников поместили внутрь аппарата фМРТ и вводили анестезирующий препарат пропофол, чтобы контролировать их уровень сознания. Затем их попросили представить, как они играют в теннис, идут по дорожке или сжимают руку, а также попросили выполнить двигательную активность (сжать резиновый мяч), поскольку они постепенно теряли сознание и снова приходили в него после прекращения приема пропофола.
Предыдущие исследования показали, что мысленные образы вызывают активность мозга, аналогичную действительной активности. Когда участники представляют себя играющими в теннис, загорается часть мозга, отвечающая за управление движением. Другие области мозга отключаются при выполнении задач, так как умственное внимание сосредоточено на этой деятельности.
По мере того как участники исследования начали терять сознание, деактивации происходили реже. Когда они полностью потеряли сознание, соответствующие области мозга также не активизировались в ответ на задачи мысленного воображения. По мере того, как они приходили в сознание, к ним возвращалась некоторая активность, связанная с мысленными образами, и вскоре после этого в полном сознании их мозг показал нормальные паттерны активации.
Поиск корреляции между этими состояниями сознания показал, что активация передней части коры островка сыграла роль в успешном переключении между этими активациями и деактивациями.
«Сенсорный стимул обычно активирует переднюю часть коры островка», — говорит Худец. «Но когда вы теряете сознание, передняя часть коры островка деактивируется, и сетевые сдвиги в мозге, поддерживающие сознание , нарушаются». Он объясняет, что передняя часть коры островка может действовать как фильтр, позволяющий только самой важной информации проникать в сознание.
Они попытались подтвердить свою гипотезу с помощью другого классического психологического эксперимента, в котором на экране на короткое время мелькает лицо в течение едва заметных трех сотых секунды. За изображением лица следует зашумленное высококонтрастное изображение, предназначенное для прерывания сознательной обработки изображения лица. Затем участников спросили, видели ли они лицо или нет. Осознанный доступ к лицу определялся активацией передней части коры островка.
«Передняя кора островка имеет постоянно колеблющуюся активность», — говорит Хуанг. «Сможете ли вы обнаружить стимул, зависит от состояния передней островковой доли, когда информация поступает в ваш мозг : если активность островковой доли высока в точке стимула, вы увидите изображение. Основываясь на данных этих двух экспериментов, мы пришли к выводу, что передняя кора островка может быть воротами для осознания ».