Едно от белите петна в неврологията е как точно мозъкът превежда в съзнателно преживяване сензорната информация, която нашите сетива възприемат.
Сънят, състоянието, в което прекарваме около една трета от живота си, все още остава загадка в много отношения. И да се проучи този феномен в детайли при хората е възпрепятстван от трудностите на физическия достъп до тъканите и отделните мозъчни клетки.
Наскоро израелски учени изследваха параметрите на съня при хора с епилепсия, на които в мозъка им са имплантирани електроди за диагностични цели. В резултат на това те успяха да запишат електрическата активност на отделните неврони в отговор на звуци (щраквания, думи, музика) както по време на сън, така и по време на будност.
Конвенционалните методи на електроенцефалография или функционално ядрено-магнитен резонанс не позволяват изследване на фините детайли на реакцията на мозъка към такава сензорна стимулация по време на сън, тъй като стереотипната мозъчна реакция е твърде силна. Сега обаче изследователите са получили такива данни за повече от 700 отделни неврони (около 50 неврона на участник в проучването).
Доскоро се смяташе, че по време на сън сигналите от ухото, последователно преминаващи през няколко мозъчни структури, включително мозъчната кора, бързо избледняват. Но сега неочаквано се оказва, че реакцията на всички мозъчни структури към звук остава силна дори по време на сън - с едно изключение.
Процесът на обработка на сензорна информация е движението на информацията не само „отдолу нагоре“ (от сетивата към кората), но и „отгоре надолу“. Например, когато ухото долови определен звук, "по-високите" области могат да преценят дали той е познат, достоен за внимание или трябва да бъде игнориран.
В общата електрическа активност на мозъка се разграничават така наречените ритми, дължащи се на синхронизираната активност на популации от неврони - трептения в различни честотни диапазони, включително делта и тета (0,5–7 Hz), алфа (8–12 Hz). ), бета (13–30 Hz) и гама (от 30 и повече). При хората сетивните реакции често се проявяват като значителен пик в активността на гама-ритъма на фона на намаляване на мощността в лентите с бавни вълни (така наречената десинхронизация или „реакция на активиране“).
Какво представлява съзнанието? Учени го свързаха с теорията на относителността
Изследователите са регистрирали значителна десинхронизация в отговор на слухова стимулация в диапазона 10–30 Hz, съответстващ на алфа и бета ритъма, в участниците в проучването по време на будност. Въпреки това по време на сън, предимно не-REM сън, тази алфа-бета десинхронизация е много по-слабо изразена. Такова отслабване на „правилния“ отговор на слухови стимули предполага, че въпреки „сънливият“ мозък продължава да възприема и анализира звуци, блокирането на обратната връзка не му позволява да се фокусира върху него, да го идентифицира и „осъзнава“.
Това откритие е фундаментално, което ни дава още един ключ към разбирането какво е съзнанието. От друга страна, учените са получили количествена мярка, чрез която на практика е възможно да се прави разлика между съзнателни и несъзнателни състояния. Ниските нива на алфа-бета вълни в отговор на звук показват, че човек може да възприеме речта, адресирана до него. С помощта на такова наблюдение е възможно да се наблюдава пациент, който трябва да спи по време на хирургическа операция, както и да се разбере дали човек с деменция или такъв, който е в кома, осъзнава обкръжението си.
