Как анестезия отключает сознание: тайны мозга под наркозом

Знаете, как мозг экономит энергию? В привычной обстановке он переходит в режим энергосбережения, приглушая фон: тиканье часов, гул холодильника. За это отвечают медленные альфа- и бета-ритмы. Фактически, передние «когнитивные» области мозга говорят задним «сенсорным»: «Успокойся, тут всё знакомо, не отвлекайся на ерунду». Но стоит случиться чему-то неожиданному — треснуть стеклу или завыть сирене — как задние отделы взрываются быстрыми гамма-всплесками, посылая тревожный сигнал наверх. И вот вы уже не ковыряетесь в телефоне, а ищете источник опасности.

А что происходит под наркозом? Учёные решили это выяснить, погрузив животных в сон с помощью пропофола. Оказалось, сенсорные области в задней части мозга даже в отключке могут засечь простую неожиданность — скажем, резкий звук. Но связь-то с «главным штабом» в лобных долях нарушена! Получается, сигнал о нарушении рутины отправляется в пустоту. Передний мозг не может ни оценить его, ни отрегулировать работу заднего. В итоге мозг под наркозом становится похож на рассогласованный оркестр: барабан может стучать, но дирижёр его не слышит.

Проще говоря, анестезия не выключает мозг целиком — она обрывает провода между его передней и задней половинами.

В эксперименте нейробиологи слушали, как «разговаривают» сотни нейронов в мозге двух животных. Подопытным проигрывали звуковые последовательности. Иногда это были одни и те же ноты (А-А-А-А-А). Иногда среди них затесывалась одна чужая (А-А-А-А-Б) — это локальная неожиданность. Но была и хитрая, глобальная ловушка: после серии А-А-А-А-Б вдруг звучала привычная А-А-А-А-А. Нарушался не звук, а сам паттерн, сама закономерность. Уловить такую подвох — задача повышенной сложности.

Так вот, сенсорная (височно-теменная) область сама по себе может заметить, что «Б» — это не «А». Но чтобы понять, что вся последовательность вдруг сошла с привычных рельсов, ей нужна помощь «начальства» — префронтальной коры. В бодрствующем мозге эти два отдела моментально синхронизируются, обмениваясь ритмами, словно две радиостанции.

Под наркозом общая активность падает. Простой сбой — звук «Б» — ещё вызывает всплеск в сенсорной зоне. Но лобные доли молчат. Связь разорвана. А ведь именно синхронные ритмы — альфа, бета, гамма — это и есть язык, на котором области мозга договариваются между собой. Без него невозможно ни предсказать, что будет дальше, ни осознать, что происходит сейчас. Анестетики не просто замедляют мозг — они запутывают его внутреннюю речь. Интересно, а что тогда чувствует сознание в этот момент? Оно просто «теряет сигнал»?

Что особенно важно — «умные» лобные доли под наркозом отключаются гораздо сильнее, чем «чувствующие» задние отделы.

Получается, для осознанного восприятия мало просто «услышать» ухом или «увидеть» затылочной корой. Нужно, чтобы этот сигнал был принят и осмыслен префронтальной корой. Она — тот самый дирижёр, без которого оркестр производит лишь набор звуков. Это открытие — ещё один весомый пазл в сложнейшей мозаике под названием «теория сознания». Похоже, наше «я» рождается именно в диалоге между разными областями мозга, а не в работе одной из них.