Таким образом, сознание – это способность человека воспринимать реальность и сообщать о ней, и она раскрывается через выражение субъективного опыта. Возникает вопрос: как можно сделать вывод о сознании при отсутствии коммуникации?? Несколько теорий сходятся во мнении, что сознание относится к самоподдерживающемуся, скоординированному динамическому процессу мозговой активности, который помогает людям настраиваться на постоянно меняющуюся среду.
Следовательно, со временем сигналы мозга объединяются, растворяются, реконфигурируются и рекомбинируются, позволяя происходить восприятию, эмоциям и познанию.
«Принимая теоретическую точку зрения на динамику мозга как на краеугольный камень сознания, в этом исследовании мы стремились определить, может ли координация сигналов мозга обеспечивать определенный образец функциональной связи, характерный для сознательного и бессознательного состояний», – заявляет Густаво Деко.
С помощью методов функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) международная группа исследователей провела анализ динамической связи у здоровых людей и пациентов с тяжелыми поражениями головного мозга, которые привели к нарушениям сознания.
С помощью этого метода ученые охарактеризовали у находящихся в сознании субъектов и у пациентов с минимальным сознанием динамика мозга, отличная от тех, которые были зарегистрированы у пациентов в безответном или полностью бессознательном состоянии.
Густаво Деко, профессор-исследователь ICREA и директор Центра мозга и познания (CBC) Департамента информационных и коммуникационных технологий (DTIC) UPF, присоединился к международной группе исследователей в исследовании и является соавтором статьи. опубликовано 6 февраля в журнале Science Advances.
Данные, необходимые для этого исследования, были получены от когорты из 169 субъектов из Бельгии, Франции, США и Канады, в которую вошли 47 здоровых субъектов, которые выступали в качестве контрольной группы, и 122 пациента с расстройствами сознания, которые привели к вегетативному состоянию: Синдром бодрствования (UWS) или состояние минимального сознания (MCS). Пациенты с UWS открывают глаза, но никогда не демонстрируют нерефлекторных произвольных движений, что указывает на сохраненную осведомленность. Пациенты с MCS, хотя и демонстрируют более сложное поведение, потенциально декларативны в отношении осознания, например, визуального преследования, ориентации на боль или несистематического следования командам, неспособны выражать свои мысли и чувства.
Результаты исследования указывают на паттерн низкой межреальной фазовой когерентности в мозге невосприимчивых пациентов, в первую очередь опосредованный основной анатомией и менее вероятный переход между паттернами мозговой активности. Среди пациентов, не отвечающих на запросы, в исследовании те пациенты, которые могли выполнять задачи мысленных образов, представили на фМРТ временный сложный паттерн, подтверждающий значение этого паттерна функциональной связи мозга в состоянии сознания. И наоборот, низкий уровень межреальной координации был широко и в равной степени распространен, как и у пациентов, находящихся под наркозом, независимо от клинического диагноза, что подтверждает его участие в бессознательном состоянии.
«Наши результаты показывают, что человеческое сознание основывается на способности мозга поддерживать богатую динамику нейронной активности, которая теряет преобладание в бессознательных состояниях», – отмечает Густаво Деко, соавтор исследования.
Авторы приходят к выводу, что после потери сознания скоординированная деятельность мозга в значительной степени ограничивается положительным паттерном межреальной когерентности, в которой преобладают анатомические связи между областями мозга. Напротив, сознательные состояния характеризуются более высокой распространенностью сложной конфигурации межреальной координации, которая, хотя и ограничена анатомией мозга, также отклоняется от нее и представляет собой положительные и отрицательные взаимодействия на расстоянии.
Это исследование обнаружило образец сложной межреальной координации, спорадически возникающий в группе пациентов, не отвечающих на лечение. Обнаружение этого паттерна в реальном времени и его усиление посредством внешних манипуляций могло бы стать многообещающим путем неинвазивного восстановления сознания.
Мы пришли к выводу, что эти паттерны временной координации сигналов мозга характерны для сознательных и бессознательных состояний мозга, что требует будущих исследований их взаимосвязи с сознательным содержанием и возможности изменения их распространенности путем введения внешних возмущений как у здоровых людей, так и у пациентов.