Что происходит в мозге под наркозом и во сне? Открытие нейробиологов

Состояния без сознания – сон, наркоз, кома – давно изучают, чтобы понять саму природу сознания. Учёные знают, какие зоны мозга в это время активны. Но вот что именно они делают и как это связано с нашим «Я», оставалось загадкой.

Новое исследование проливает свет на эту тайну, и вывод неожиданный: обычный сон и медикаментозное отключение пропофолом – это два принципиально разных состояния для мозга. А ведь мы часто их путаем!

«Нас всегда волновал главный вопрос: как активность нейронов рождает сознание? – говорит ведущий автор работы Рина Зельманн. – Это огромно. Мы начали с чего попроще: что происходит в мозге, когда сознание гаснет?»

Что скрывается за «выключенным» мозгом?

Доктор Зельманн и её команда пошли хитрым путём. Они не просто наблюдали за мозгом, а «поколотили» его микроскопическими электрическими импульсами. Их метод – словно тихонько постучать по разным отделам коры и послушать, как отзовётся вся остальная сеть.

Уникальную возможность для такого эксперимента дали пациенты с эпилепсией, которым в лечебных целях уже имплантировали электроды в мозг. С их согласия учёные проводили стимуляцию в трёх ключевых состояниях: когда человек бодрствует, когда спит естественным сном и когда погружён в наркоз перед операцией по удалению этих электродов.

«Мы подавали крошечные импульсы в разные области и смотрели, как "эхо" расходится по всей коре, – поясняет Зельманн. – Потом сравнили эти картины с помощью математики. Нас интересовало, насколько обширной и последовательной будет ответная реакция сети».

Два вида «небытия»: сон и наркоз – не одно и то же

Результаты оказались поразительными. Когда мозг бодрствует, его сеть откликается ярко и согласованно – сигнал бежит по многим путям. Во сне картина меняется: активных сетей становится меньше, а их реакции – более вялыми и вариативными.

Но самое интересное обнаружилось под наркозом. Эффект был похож на сон, но гораздо более выраженным и… избирательным. Сильнее всего «торможение» ударило по префронтальной коре – той самой области, что отвечает за планирование, принятие решений и личность.

«Все изменения под пропофолом были заметнее, но не равномерно по всему мозгу, – подчёркивает Зельманн. – Это значит, что разные формы бессознательного задействуют мозг по-разному. И, скорее всего, "выход" из этих состояний тоже использует разные механизмы».

Проще говоря, наркоз – это не просто «глубокий сон». Это качественно иное состояние, при котором ключевые центры самосознания отключены сильнее и избирательнее. Неудивительно, что мы ничего не помним после операции!

Это открытие имеет далеко идущие последствия не только для теории. «Тот факт, что мозг по-разному реагирует на один и тот же импульс в разных состояниях, критически важен для нейростимуляции, – заключает доктор Зельманн. – Мы используем её для лечения эпилепсии и психиатрических расстройств. Теперь мы понимаем: чтобы терапия сработала, нужно точно знать, в каком «режиме» работает мозг пациента. Оказывается, даже будучи "отключённым", он продолжает удивлять нас своей сложностью».