Smegenų signalai gali atskleisti, kaip pabudusios yra musės smegenys

Tenisą žaidžiančio žmogaus nuotrauka Mohamedas Nuzrathas iš Pixabay

Žinoma, sunku išmatuoti sąmonės lygį. Auksinis standartas yra smegenų funkcinių magnetinio rezonanso vaizdų tyrimas, kai asmuo gauna įvairių dirgiklių, pavyzdžiui, nurodymus galvoti apie žaisti tenisą. Tai išmatuojamai keičia smegenų veiklos modelius.

Tačiau fMRI aparatai yra nepatogūs ir brangūs, o tyrimus sunku atlikti, ypač pacientams, ištiktiems komos arba esant minimaliam sąmoningumo būsenai. Kita galimybė yra išmatuoti smegenų elektrinį aktyvumą naudojant EEG. Tai lengviau, tačiau neurologai turi susitarti dėl aiškaus šių signalų suvokimo žymens.

Taigi labai reikalingas geresnis būdas išmatuoti tai, kas žinoma kaip „sąmoningas susijaudinimas“.

Įveskite Roberto Muñozą į Monash universitetą Australijoje ir daugybę kolegų. Šie žmonės rado būdą, kaip išmatuoti vaisinių muselių sąmoningo susijaudinimo lygį, naudodamiesi smegenų generuojamų signalų sudėtingumu. Jų technika leidžia atskirti muses, kurios buvo anestezuotos, ir tuos, kurios ne, tiesiog žiūrint į signalus.

Naujasis darbas siūlo objektyvų būdą išmatuoti sąmoningą susijaudinimą, remiantis nusistovėjusiomis sudėtingumo teorijos idėjomis. Jis gali būti taikomas žmonėms. Ir tai atspindi augantį susidomėjimą naujomis sąmonės teorijomis, kurias galima išbandyti eksperimentiškai.

Pirma, šiek tiek fono. Vienas svarbiausių pastarųjų metų sąmonės tyrimo laimėjimų yra idėja, žinoma kaip integruota informacijos teorija . Neurologo Giulio Tonini sukurta idėja yra ta, kad sąmoninga sistema turi turėti du specifinius bruožus.

Pirma, ji turi apdoroti didelius informacijos kiekius. Antra, ši informacija turi būti integruota į visumą, kuri negali būti skaidoma į nepriklausomas dalis. Tai atspindi patirtį, kad kiekvienas sąmonės momentas yra vieninga visuma. Taigi sąmonė yra informacijos reiškinys, turintis specifinių savybių.

Vienas iš didžiausių šios teorijos privalumų yra tai, kad ji tinkama matematinei analizei. Iš tiesų, fizikai, tokie kaip Maxas Tegmarkas iš MIT, sukūrė matematinius integruotos informacijos teorijos modelius, kurie leidžia patikrinti prognozes ir gali būti modifikuoti, kad būtų atsižvelgta į stebėjimo duomenis.

Pavyzdžiui, teorija numato, kad informacija, susijusi su sąmoningu susijaudinimu, turi turėti tam tikrą sudėtingumo lygį. Ir todėl jos sukuriamos informacijos sudėtingumas yra sąmoningo susijaudinimo matas.

Tačiau yra problema. Informacija, susijusi su sąmoningu susijaudinimu, yra aiškiai susijusi su daugybe skirtingų smegenų dalių. Išmatuoti šią integruotą informaciją yra sudėtinga užduotis.

Tačiau yra paprastesnis būdas. Tai skirta pažvelgti į informacijos srautą iš konkrečių smegenų vietų ir išmatuoti jo kuriamų laiko eilučių sudėtingumą. Kadangi ši laiko eilutė yra susijusi su mechanizmais, integruojančiais informaciją smegenyse, ji turėtų suteikti tam tikrą supratimą apie sąmonės lygį.

Bent jau tokia teorija. Siekdami išsiaiškinti jo praktinę vertę, Muñozas ir bendradarbiai tiria smegenų signalus, kuriuos skleidžia 13 vaisinių muselių, kai jos yra pabudusios ir anestezuotos. Tada jie tyrinėja signalus, kad pamatytų, kokie jie sudėtingi.

Rezultatai leidžia įdomiai skaityti. Mes nustatėme, kad statistinis sudėtingumas yra vidutiniškai didesnis, kai musė budi, nei tada, kai ta pati musė anestezuojama, sako jie.

Tai svarbu, nes siūlo patikimą būdą sąmoningo susijaudinimo lygiui nustatyti naudojant duomenis iš vieno kanalo, o ne iš daugybės skirtingų duomenų šaltinių. Tai taip pat rodo, kad yra aiškus sąmoningo susijaudinimo žymeklis, kuris nepriklauso nuo konkrečių išorinių dirgiklių.

Tai įdomus darbas, kuris suteikia galimybę atlikti išsamesnius tyrimus. Pavyzdžiui, pavienių kanalų duomenys galėtų suteikti daugiau įžvalgų apie sąmonės prigimtį. Tikėtina, kad taikant panašią analizę kitiems duomenų rinkiniams, ypač žmogaus EEG duomenims, bus atrasti nauji atradimai, susiję su sąmonės ir sudėtingumo ryšiu, sako Muñozas ir kt.

Ne taip seniai sąmonė buvo tabu tyrėjams, nes buvo suvokiamas nesugebėjimas moksliškai ją spręsti. Tačiau naujasis darbas atspindi naujai atrastą susidomėjimą ir entuziazmą tyrinėti sąmonę su patikrintomis hipotezėmis ir atkuriamais stebėjimais. Akivaizdu, kad laukia įdomūs laikai.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1905.13173 : Sąmoningo susijaudinimo būsenų atskyrimas naudojant statistinį sudėtingumą

paslėpti