Исследования нейрональных основ сознания как состояния

Введение: сознание как состояние

Анестезия

Эпилептические припадки и глубокий сон

Синдром «запертого человека» (синдром изоляции)

Вегетативное состояние и другие глобальные расстройства сознания

Инвертированные зомби

Выводы

Вопросы для обсуждения

Введение: сознание как состояние

Сначала давайте поговорим о том, каким был бы идеальный эксперимент в исследовании нейрональных коррелятов сознания как состояния. В главе 3 мы определили состояние наличия сознания как фоновое состояние мозга или разума, которое позволяет испытывать субъективное переживание любого типа в целом и отсутствие которого (то есть бессознательное состояние ) абсолютно препятствует переживанию субъективного опыта любого типа. Идеальным экспериментом, позволяющим выяснить, что именно в мозге «освещает» сознание, был бы эксперимент, при котором сознательное состояние можно «включать» или «выключать» контролируемым образом.

Анестезия

Один из способов создания контролируемых сдвигов от состояния сознания к бессознательному состоянию – использование обезболивающих веществ для того, чтобы устранить сознание. Влияние обезболивающих веществ таково, что под воздействием анестезии человек сначала становится очень сонным (как будто он очень пьян), а затем прекращает реагировать на какие бы то ни было команды и даже на болевые стимулы (кстати, поведенческое определение бессознательного состояния в анестезиологии звучит примерно как «отсутствие реакций или неспособность двигаться в ответ на команду и амнезия определенных событий», а не как наше определение полного отсутствия субъективного переживания). Сигналы ЭЭГ человека, подвергшегося анестезии, также замедляются и становятся похожими на сигналы ЭЭГ глубокого сна, который также называют медленноволновым сном. При очень глубокой анестезии сигнал ЭЭГ может вообще исчезнуть (тогда возникает плоская ЭЭГ, прямая линия без каких‑либо волн).

Объективно анестезия приводит к отсутствию реакции на внешние стимулы. Субъективно анестезия обычно (но не всегда) приводит к полному отсутствию феноменального сознания. Во время действия анестезии нет никакого переживания субъективного опыта, и даже чувство времени исчезает. Так что человеку, проснувшемуся после нескольких часов анестезии, может казаться, что он проспал всего несколько минут. Редкие исключения из бессознательного состояния это осознание анестезии – вызванные внешними стимулами переживания (ощущения, восприятие), отражающие то, что действительно происходит в операционной, и анестетический сон (anaesthesia dreaming ) – внутренне порождаемое переживание , сопровождающееся галлюцинациями или сновидениями, никак не связанными с тем, что происходит с человеком.

Об этих двух типах субъективных переживаний больные иногда сообщают после пробуждения от анестезии. Но даже если пациент говорит, что ничего не помнит, возможно, какие‑то переживания у него все‑таки были. Иногда больные могут общаться с окружающими во время анестезии, двигая рукой (это называют методом изолированной руки), но потом говорят, что не помнят об этом. Некоторые пациенты могут это делать, даже несмотря на то что показатели ЭЭГ, отражающие глубину анестезии («bispectral индекс»), указывают, что их мозг находится в бессознательном состоянии. Возможно, ЭЭГ в этом случае недостаточно чувствительна к нейрональным процессам, лежащим в основе сознания (Alkire, Hudetz, & Tononi, 2008).

Точно регулируя концентрацию обезболивающего вещества в мозге испытуемого, можно медленно угнетать сознание или медленно позволить сознанию снова появляться. Возникает вопрос: что происходит в мозге, когда сознание исчезает (или вновь появляется) в результате действия обезболивающих веществ? Это исследовали с помощью метода ПЭТ. Результаты нескольких исследований (в которых использовались разные обезболивающие вещества) оказались сходными: когда сознание исчезает, происходит снижение активности таламуса (Alkire & Miller, 2006). Таламус – это структура, расположенная в центре мозга, через которую сенсорная информация поступает в кору мозга. Таламус чрезвычайно тесным и сложным образом связан с корой, и эта связь представляет собой двунаправленные петли.

Таламус и кора отправляют сигналы друг другу, туда и обратно, в виде сложных паттернов. Иногда эти связи локальны: определенные участки коры или таламуса связаны с определенными участками друг друга. Иногда они диффузны и глобальны, так что один участок таламуса может устанавливать обширные и сложные связи с разными участками по всей коре. Уменьшение активности таламуса, вызванное обезболивающими веществами, возможно, устраняет нейроэлектрическую активность в таламокортикальных петлях, особенно в тех, которые связаны с более высокими частотами ЭЭГ (бета– и гамма‑диапазона).

Области коры головного мозга, которые представляются наиболее важными для сознания и которые взаимодействуют с таламусом в момент возвращения сознания, расположены в задней коре: в ассоциативной области на пересечении латеральной височной, затылочной и париетальной коры и в центральной париетальной коре (Alkire, Hudelz & Tononi. 2008). Высокочастотная нейроэлектрическая активность в областях, связывающих эти области коры мозга с таламусом, по‑видимому, необходима для состояния сознания, возможно, потому что они интегрируют отдельные содержания сознания в единое целое (Alkire, Hudetz & Tononi, 2008).