Unde se află conștiența în creier? Iată concluziile celui mai nou studiu!

Știința poate fi cu un pas mai aproape de a înțelege unde se află conștiența în creier. Un nou studiu arată importanța anumitor tipuri de conexiuni neuronale în identificarea conștienței.

Cercetarea, publicată în „Cerebral Cortex”, a fost condusă de Jun Kitazono, un autor corespondent și un cercetător al proiectului în cadrul Departamentului de Studii Generale a Sistemelor de la Universitatea din Tokyo.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

„Locul unde se află conștiența în creier a fost una dintre cele mai mari întrebări din știință”, a spus profesorul asociat Masafumi Oizumi, autor corespondent și șef al laboratorului care a efectuat studiul. „Deși nu am ajuns la un răspuns concludent, multe dovezi empirice au fost acumulate în decursul căutării mecanismelor minime suficiente pentru experiența conștientă sau a corelațiilor neuronale ale conștienței.”

Pentru acest studiu, echipa a făcut un pas către identificarea subrețelelor minime suficiente din creier care susțin experiența conștientă, indică Eurek Alert.

Unde se află conștiența?

Pentru a identifica zonele creierului în care se află conștiența, cercetătorii au căutat un semn distinctiv specific al conștienței în rețelele neuronale ale creierului: căile bidirecționale. Când vedem ceva sau experimentăm o senzație, creierul nostru preia informații. Acesta se numește semnal de feed-forward, dar primirea unor astfel de semnale de feed-forward nu este suficientă pentru conștiență.

De asemenea, creierul nostru trebuie să trimită informații înapoi, în ceea ce se numește feedback. Nu fiecare parte a creierului poate primi atât informații de tip feed-forward, cât și să returneze feedback. Cercetătorii au emis ipoteza că aceste conexiuni bidirecționale sunt un semn distinctiv esențial al părților creierului responsabile de conștiență.

„Numai procesarea feed-forward este insuficientă pentru ca subiecții să perceapă în mod conștient stimulii; mai degrabă, este necesar și feedback-ul, indicând necesitatea procesării bidirecționale. Componenta de feedback dispare nu numai în timpul pierderii conținutului specific al conștienței în stările de veghe, ci și în timpul stărilor inconștiente în care experiențele conștiente sunt în general pierdute, cum ar fi anestezia generală, somnul și stările vegetative”, a spus Kitazono. El a mai explicat că nu contează dacă te uiți la un om, maimuță, șoarece, pasăre sau muscă, pentru că bidirectionalitatea prelucrării rămâne esenţială.

Căile bidirecționale

Cercetătorii au folosit un instrument specific și tehnici de calcul pentru a-și testa ideea. Un conectom este o hartă detaliată a conexiunilor din creier. În primul rând, au dezvoltat un algoritm eficient pentru a extrage părțile creierului cu conexiuni bidirecționale puternice, numite complexe. Apoi, au aplicat algoritmul la conectomul mouse-ului.

„Am descoperit că complexele extrase cu cea mai mare bidirecționalitate nu au fost distribuite uniform între toate regiunile majore, ci sunt concentrate mai degrabă în regiunile corticale și regiunile talamice”, a spus Kitazono. „Pe de altă parte, regiunile din celelalte regiuni majore au o bidirecționalitate scăzută. În special, regiunile din cerebel au o bidirecționalitate mult mai scăzută.”

Aceste descoperiri se aliniază cu locul în care oamenii de știință au crezut mult timp că conștiența se află în creier. Cortexul cerebral, situat pe suprafața creierului, conține zone senzoriale, zone motorii și zone de asociere care sunt considerate a fi esențiale pentru experiența conștienței. De asemenea, s-a considerat că talamusul, situat în mijlocul creierului, este legat de conștiență și, în special, interacțiunea dintre talamus și regiunile corticale, numită bucla talamo-corticală, este considerată importantă pentru conștiență. Aceste rezultate susțin ideea că bidirecționalitatea în rețeaua creierului este o cheie pentru identificarea locului conștienței.

Cercetătorii au subliniat că încă lucrează la identificarea locului conștienței

„Acest studiu se concentrează doar pe conexiunile anatomice statice dintre neuroni sau zone ale creierului. Cu toate acestea, conștiența este dinamică, schimbându-se de la un moment la altul, în funcție de activitatea neuronală”, a spus Oizumi. „Deși conexiunile anatomice ne spun cum s-ar propaga activitatea neuronală și cum ar interacționa zonele creierului, trebuie să investigăm direct dinamica activității neuronale pentru a identifica locul conștienței în orice moment”.

Ca un pas următor, el a spus că echipa analizează în prezent rețelele bazate pe activitate ale creierului în diferite tipuri de înregistrări neuronale.

„Scopul final al experimentului nostru este de a găsi relația matematică dintre conștiență și creier”, a spus Oizumi. „În acest studiu, am încercat să relaționăm proprietățile rețelei creierului cu locul conștienței. Vom investiga în continuare relația dintre conștiență și creier.”

Vă mai recomandăm și:

Hidratarea eliberează dopamină în creier, arată un studiu pe șoareci

Cercetătorii pot controla acum creierul musculițelor de la distanță

O afecțiune rară împiedică creierul să vizualizeze trecutul și viitorul

Cum apare „ceața creierului”? Noi dovezi ar putea elucida misterul COVID-19