6 Minutės
Peržiūrint sąmonės kilmę
Kurių smegenų dalių aktyvumas sukuria subjektyvų patyrimą — tą jausminį „kaip atrodo“ matyti, ragauti ar liesti? Daugelį dešimtmečių dauguma neurobiologinių teorijų sutelkė dėmesį į smegenų žievę, ypač neokorteksą, kaip sąmonės centrą. Tačiau šimtmetis klinikinių duomenų, stimuliacijos tyrimų ir gyvūnų eksperimentų atskleidžia sudėtingesnį vaizdą: evoliuciškai senesnės struktūros, esančios po ir už žievės, gali būti pakankamos elementarioms sąmonės būsenoms palaikyti ir tuo pačiu būti būtinos aukštesniojo lygmens pažinimo palaikymui.
Šiame straipsnyje apibendrinami duomenys, rodantys, kaip neokorteksas, subkorteksas ir smegenėlės prisideda prie sąmonės; taip pat paaiškinama, kodėl senesnės smegenų srities nusipelno atnaujintos dėmesio tiek neuroscientifikos, tiek medicinos ir etikos kontekstuose.
Įrodymai iš smegenų stimuliacijos ir pažeidimų
Tiesioginės stimuliacijos tyrimai
Elektros ir magnetinė stimuliacija įvairiose smegenų zonose daro įtaką sąmonės turiniui ir kokybei. Neokorteksinė stimuliacija gali keisti savasties jausmą, sukelti iliuzijas arba sutrikdyti sprendimų priėmimą. Pakeitimai subkortikaliniuose regionuose — smegenų kamiene ar talaminių branduolių srityje — dažnai sukelia dar dramatiškesnius poslinkius: gyvūnų tyrimuose pastebėta, kad tam tikra stimuliacija gali atgaivinti budrumą po anestezijos, o kita — staigiai sukelti sąmonės praradimą arba reikšmingus nuotaikos pakitimus. Net smegenėlės, ilgą laiką laikytos beveik vien motorinius veiksmus valdančiu organu, stimuluojant gali keisti pojūčius ir emocinį toną, rodančios, jog jų vaidmuo neapsiriboja vien koordinacija.
Tokie eksperimentiniai duomenys pateikia priežastinius signalus: stimuliacija leidžia ne tik koreliuoti aktyvaciją su patyrimu, bet ir tiesiogiai keisti patyrimo pobūdį. Pvz., talaminių ar smegenų kamieno taškų stimuliacija gali atkurti arba sustiprinti reagavimą budriems žinduoliams po sedacijos, o tam tikros subkortikalinės srovės blokuoti arba slopinti — privesdavo prie gilesnių atjungčių. Tokie rezultatai palaiko idėją, kad subkortikalinės grandinės yra kertinės ar aktyvumo palaikymo šaltinis, o žievė atlieka daugiau informacijos apdorojimo, reprezentacijų ir interpretacijos funkcijų.
Pažeidimai, įgimtas trūkumas ir elgsena
Klinikiniai atvejai ir gyvūnų pažeidimų studijos suteikia papildomo konteksto. Neokorteksui pažeidus, atsiranda dėmesio ir sudėtingo pažinimo deficitas, taip pat gali prasidėti problemos su kūno dalių nuosavybės jausmu ar gebėjimu atlikti abstrakčius uždavinius. Vis dėlto yra aprašytų žmonių, gimusių be didžiosios dalies neokortekso, kurie vis tiek demonstruoja elgesį, rodantį prieinamą emocinę ir socialinę reakciją: nerimą strese, žaidimo reagavimą, atpažinimą pažįstamų veidų ar net muzikinį malonumą. Tai nereiškia, kad tokie individai turi įprastą savimonę — tačiau jų elgesys leidžia manyti apie tam tikrą subjektyvumo formą arba elementarų pojūčių registravimą.
Gyvūnų modeliuose, kur žievė chirurgiškai pašalinama arba žymiai pažeidžiama, išlieka netikėti gebėjimai: emocinis tonas, socialus elgesys, savęs priežiūra (pvz., valymas), rišlūs tėvystės veiksmai ir rimtas, bet apibrėžtas mokymasis. Priešingai, sunki žala senesnėms subkortikalinėms struktūroms, ypač smegenų kamiene arba talame, dažnai sukelia komą arba mirtį. Tai rodo, kad šios struktūros gali atlikti fundamentinį vaidmenį palaikant bazines sąmonės būsenas — budrumą, reagavimą į stimulius ir affektinį toną.
Mokslinis kontekstas ir teorinės implikacijos
Šie atradimai meta iššūkį griežtoms filosofinėms tezėms, teigiančioms, kad neokorteksas yra absoliučiai būtinas visoms sąmonės formoms. Vienas paprastesnių paaiškinimų yra toks: evoliuciškai senesnės grandinės (smegenų kamienas, talamas, bazinis priekinis židinys) teikia pagrindinį sužadinimo mechanizmą ir affektinę informaciją — tą pirminį „kaip yra“ pojūtį — o neokorteksas ir smegenėlės įterpia papildomą sluoksnį, praturtindamos suvokimą, suteikdamos kalbinius bei refleksinio mastymo galimybes ir išplėsdamos sąmonės turinį į sudėtingesnius reprezentacinius tinklus.
Tokia dihotomija — palaikantis/ar sužadinantis aparatas prieš dinamišką turinio konstrukciją — turi techninių ir konceptualių pasekmių. Techniniu požiūriu tai reiškia, kad sąmonės tyrimuose turi būti aiškiai atskirta, kurie tinklai generuoja bazinį patyrimą, o kurie suteikia informacinį ir semantinį turinį. Konceptualiai — turi būti peržiūrėtos mūsų prielaidos apie subjektyvumą: ar pamatinis „jausmas“ yra tiesiog sužadinimo lygmuo su emociniu tonu, ar būtinas ir specifinis reprezentacijų lygmuo, kurį teikia žievė?
Kitas svarbus scenarijus yra plastiškumas: ankstyvosios smegenų sistemos gali vystymosi metu adaptuotis ir kompensuoti žievės nebuvimą, konfigūruojant sinaptines grandines kitaip nei sveiko vystymosi metu. Tokios kompensacijos gali paaiškinti, kodėl kai kurie individai be neokortekso vis tiek demonstruoja koordinuotą elgesį ir atsaką į išorinius stimulus. Tačiau kompensacija nereiškia, kad rezultatas identiškas normaliam žmogiškam sąmoningumui — dažnai trūksta retrospektyvios savimonės, sudėtingo atminties tinklo ar kartočių semantinės turtingumo.
Implikacijos ir tolimesnės kryptys
Reikalingi geresni diagnostiniai įrankiai: tikslinga stimuliacija, multimodalinė vaizdinė diagnostika (funkcinė MRT, PET, elektrofiziologiniai metodai) ir pažangios analizės, leidžiančios atskirti tinklus, kurie tiesiog palaiko sąmonę, nuo tų, kurie ja aktyviai generuoja turinį. Pvz., derinant talaminę stimuliaciją su EEG ir funkcinio MRI stebėjimu galima nustatyti, ar atkuriamas „pagrindinis sužadinimas“ su keliais juntamais signalo modeliais, ar tik lokalus elektromagnetinis efektas. Tokie eksperimentai turėtų būti suplanuoti kaip priežastiniai tyrimai: manipuliuoti viena sistema ir matuoti aiškų elgsenos bei patyrimo pasikeitimą.
Ateities tyrimai turėtų sutelkti dėmesį į kelias kryptis: (1) priežastinius testus, kurie izoliuoja subkortikalinių grandinių indėlį į bazinį sąmoningumą; (2) vystymosi plastiškumo mechanizmų tyrimus, kur žievė yra nebuvusi arba smarkiai pažeista ankstyvoje stadijoje; (3) palyginamuosius tarp rūšių tyrimus, kuriuose naudojami nuoseklūs elgesio matavimai ir neurofiziologiniai rodikliai, kad būtų galima objektyviau palyginti, kokias sąmonės formas palaiko skirtingos klados. Jei elementarios sąmonės būsenos iš tiesų gali kilti iš senesnių smegenų regionų, tai reiškia, jog sąmonė gali būti plačiau paplitusi gyvūnų karalystėje nei tradiciškai manoma. Tokia išvada turi tiesioginių pasekmių medicininei priežiūrai (pvz., komos ir vegetatyvinių būsenų vertinimui), teisinei atsakomybei ir gyvūnų gerovės standartams.
Praktiškai tai reiškia, kad neurologijos klinikose turėtų būti taikomi nauji protokolai, vertinantys subkortikalinių funkcijų indėlį. Pavyzdžiui, esant ribotiems žievės EEG požymiams, bet išlikus stabiliai talaminei aktyvacijai, gali būti pagrindas atidžiau stebėti paciento elgesio atsakus ir galbūt inicijuoti eksperimentines reabilitacijos procedūras, kurios orientuotos į budrumo ir affektinių reakcijų stiprinimą. Taip pat biomedicinos etikos srityje reikia atnaujinti retoriką apie gyvūnų sąmoningumą, įtraukiant faktą, kad daugelis žinduolių turi gerai išsivysčiusius smegenų kamieno ir talaminius tinklus, susijusius su bazine patyrimo forma.
Išvados
Esami duomenys visiškai neišsprendžia klausimo, kur tiksliai gimsta sąmonė, bet ženkliai sumažina argumentų svorį už vieningą, vien tik žieve grindžiamą paaiškinimą. Smegenų seniausios struktūros atrodo būtinos palaikyti sąmonės būsenas ir kai kuriais atvejais — pakankamos paprastam subjektyviam patyrimui. Integruoti subkortikinių funkcijų svarbą į sąmonės teorijas pagerins klinikinius vertinimus, suteiks tvirtesnį pagrindą etiniams sprendimams ir išplės mūsų mokslinį supratimą apie tai, ką reiškia būti suvokiančiu subjektu.
Šaltinis: sciencealert
Komentarai