Klassikaline pilt patsiendist operatsioonisaalis üldnarkoosis on selline: täiesti lahtiühendatud meel ...mis nende ümber toimub. Hiljutised uuringud seavad selle idee aga kahtluse alla, näidates, et aju töötleb keelt üllatavalt keerukal viisil isegi siis, kui inimene on teadvuseta.
Mitmed rahvusvahelised meeskonnad, kellel on silmapaistev roll Baylori meditsiinikolledž Ameerika Ühendriikide teadlased on Euroopa neuroteadlaste osalusel analüüsinud üksikute neuronite aktiivsust epilepsiahaigetel, kellele tehakse operatsioon. Nende tulemused näitavad, et hoolimata sügavast sedatsioonist üldnarkoosi ajal, eristab aju jätkuvalt helisid, analüüsib lauseid ja isegi ennustab, milline sõna järgmisena tuleb.
Leid, mis seab kahtluse alla traditsioonilise anesteesiavaate
Aastakümneid on eeldatud, et üldnarkoos toimib nagu lüliti, mis lülitab täielikult välja kõrgemad kognitiivsed funktsioonidSelle loogika kohaselt kaotab patsient mitte ainult teadvuse ja mälestuse juhtunust, vaid ka võime keerulisel viisil töödelda seda, mida ta kuuleb või tajub.
Uued andmed viitavad nüansirikkamale stsenaariumile: teadlik meel lülitub välja, kuid ajukude jätkab tööd kulisside taga. Anesteesia all kannatavatel patsientidel, kellel on depressandid, näiteks propofool, mis on üks Euroopas operatsioonisaalides enimkasutatavaid ravimeid, on näidanud, et see hoiab teatud närvivõrgud töökorras ja reageerib ootamatu detailsusega kuulmis- ja keelelistele stiimulitele.
See perspektiivimuutus sunnib meid ümber hindama teadvuse ideed kui binaarset seisundit – kas ärkvelolekut või magamist – ning tugevdab hüpoteesi, et see võiks olla pidev mitmetasandilinekus mõned infotöötluse vormid püsivad isegi sügava teadvusetuse seisundites.
Varasemad uuringud on juba näidanud, et teatud aju sensoorsed piirkonnad suudavad registreerida lihtsaid helisid, kui inimene magab või on rahusti mõju all. Uus on see, et uued salvestised keskenduvad kindlatele piirkondadele. sügav ja seotud keerukate funktsioonidega, nagu hipokampus, ja nad ei reageeri mitte ainult põhilistele helidele, vaid ka keele struktuurile.
Anesteesia ajal on hipokampus, mälu ja keel aktiivsed.
Nende teoste tuum asub hipokampusEntsefaaloon on aju struktuur, mis on oluline mälu ja ruumilise navigatsiooni jaoks. Raske epilepsiaga patsientidel jälgitakse seda piirkonda sageli otse krambikolde leidmiseks, mis annab teadlastele ainulaadse võimaluse uurida selle funktsiooni anesteesia ajal.
Mitmes haiglas, peamiselt Ameerika Ühendriikides, kuid Euroopa neuroloogiaringkondade suure huviga, paigaldati implantaate. elektroodid ja isegi neuropiksli sondid seitsme ravimiresistentse epilepsiaga inimese hipokampuses. Need juuksekarvast õhemad sondid võimaldasid teadlastel enneolematu lahutusvõimega registreerida sadade või tuhandete üksikute neuronite aktiivsust ajal, mil patsiendid olid propofooliga üldnarkoosis.
Neurokirurgid ja neurofüsioloogid kasutasid kirurgilist protseduuri erinevat tüüpi helide ja kõnefragmentide taasesitamiseks ning neuronite reaktsiooni reaalajas jälgimiseks. Kuigi patsiendid olid teadvuseta ja neil ei tekkinud mingeid mälestusi, hipokampus reageeris süstemaatiliselt neile stiimulitele.
Esimeses katseseerias kuulasid osalejad korduvate helide jadasid, mida aeg-ajalt katkestas erinev või „ebatavaline“ heli. Salvestused näitasid, et hipokampuse neuronid mitte ainult ei tuvastanud seda akustilist veidrust, vaid ka minutite möödudes Nad lihvisid järk-järgult oma võimeid normaalsete ja ebanormaalsete toonide eristamiseks.
See järjepidev paranemine viitab olemasolule Neuronaalne plastilisus -aju võime õppida ja kohaneda- kontekstis, kus teoreetiliselt peaksid kõik keerulised kognitiivsed funktsioonid olema omavahel lahti ühendatud.
Alateadvus eraldab nimisõnad, tegusõnad ja omadussõnad.
Teises etapis suurendasid teadlased raskusastet. Lihtsate toonide asemel esitasid nad patsientidele lühikesi lugusid, terviklausetega jutustused mis hõlmas erinevat tüüpi sõnu: nimisõnu, tegusõnu, omadussõnu ja kohaväljendeid.
Neuronaalse aktiivsuse analüüs näitas, et hipokampus ei registreerinud kuulmissignaali lihtsalt passiivselt. Neuronite vallandumismustrid varieerusid sõltuvalt grammatiline roll sõnadest: alateadlik aju märkis nimede, tegevuste ja kirjeldavate sõnade vahelisi erinevusi, justkui liigitaks see sisemiselt lause struktuuri.
See leid on eriti rabav, kuna hipokampus ei ole põhimõtteliselt kuulmisprotsessidele spetsialiseerunud piirkond, vaid pigem mälule ja kogemuste korraldamisele spetsialiseerunud piirkond. See suudab üldnarkoosi all endiselt eristada. keelekomponendid viitab sellele, et kõne mõistmist toetav ajuvõrgustik on suures osas endiselt toimiv.
Andmed sobivad ideega, et aju toimib hajutatud vooluringide kaudu, kus teadvus sõltuks dünaamiline koordineerimine mitme piirkonna vahel, mitte ühest kindlast struktuurist. Kui anesteesia katkestab selle koordinatsiooni, kaob subjektiivne kogemus, kuid paljud infoanalüüsi protsessid saavad jätkuda.
Ennustav kodeerimine: aju "arvab" sõnu isegi magades
Üks tulemusi, mis on teadusringkondade tähelepanu enim pälvinud, on ... olemasolu. ennustav kodeerimineSee termin viitab aju võimele kontekstist lähtuvalt ette näha, milline sõna lauses järgmisena ilmub – protsess, mida varem peeti seotuks tähelepanu ja ärkvelolekuga.
Narratiividega tehtud katsetes võimaldasid hipokampusest pärinevad närvisignaalid teadlastel paljudel juhtudel ennustada, mis tüüpi sõna järgmisena tuleb ja mõnikord ka konkreetset sõna. See tähendab, et tegevuse muster muutus hetki enne järgmise keelelise üksuse lausumist, justkui oleks alateadlik aju... lause vaimselt "täitmine".
See käitumine meenutab mõnevõrra tehisintellekti keelemudelite toimimist: süsteemid, nagu suured generatiivsed mudelid, ehitavad teksti sõna-sõnalt, arvutades kõige tõenäolisema variandi juba ilmunud teksti põhjal. See paralleel on pannud mitmeid autoreid märkima, et vähemalt selles osas Aju ja tehisintellekt jagavad ennustavat loogikat ilma selgesõnalise teadlikkuse vajaduseta.
Neuroloogid ja kognitiivsed eksperdid juhivad tähelepanu sellele, et selle ennustava kodeerimise nägemine sügava anesteesia ajal aktiivsena viitab sellele, et Ootusärevus on väga elementaarne mehhanism aju osa, mis on kinnistunud vooluringidesse, mis jätkavad toimimist isegi siis, kui teadlik kogemus on peatatud.
Teadlased, sealhulgas sellised tegelased nagu Sameer Sheth ja Vigi Katlowitz, on rõhutanud, et need tulemused sunnivad meid ümber mõtlema, mida täpselt tähendab olla teadvuseta. Nende endi kommentaaride kohaselt teeb aju "kulisside taga palju rohkem", kui me pärast operatsiooni tajume või mäletame.
Meditsiinilised ja tehnoloogilised tagajärjed Euroopas ja mujal
Need tulemused ei jää teoreetilisteks. Neil on praktilised tagajärjed. anestesioloogia, neuroloogia ja meditsiinitehnoloogiaNeed on Euroopa tervishoiusüsteemides väga olulised valdkonnad. Kui aju jätkab anesteesia ajal verbaalse keskkonna töötlemist, tekib arutelu selle üle, mil määral võib operatsioonisaalis kasutatav keel jätta jälje, isegi kui patsient seda ei mäleta.
Praegu väidavad eksperdid, et puuduvad kindlad tõendid selle kohta, et see töötlemine toimib. teadlikke mälestusi ega valutunnet poleKuid nad osutavad vajadusele edasiste uuringute järele, et teha kindlaks, kas teatud tüüpi stiimulid – näiteks emotsionaalsed sõnad, hääletoonid või vestlused – võivad taastumist või järgnevat psühholoogilist heaolu peenelt mõjutada.
Paralleelselt avab avastus, et hipokampus säilitab oma keelelise analüüsi võime teadvuse puudumisel, paljulubava tee arenguks aju-masina liidesed ja kõneproteesidKui seda närviinfot saab eraldada ja dekodeerida, saaks seda tulevikus kasutada inimeste abistamiseks, kes on insuldi, traumaatilise vigastuse või neurodegeneratiivsete haiguste tõttu kaotanud suhtlemisvõime.
Euroopas, kus neurotehnoloogia ja neurorehabilitatsiooni uuringutel on olnud tugev institutsionaalne toetusNeid tulemusi jälgitakse erilise huviga. Euroopa Liidu rahastatavad projektid aju-arvuti liideste valdkonnas võiksid neid uusi andmeid kasutada süsteemide väljatöötamiseks, mis rakendavad hipokampuse aktiivsust isegi keerulistes kliinilistes olukordades.
Mida me teame ja mis vajab veel selgitamist?
Vaatamata avastuse meediakajastusele on autorid ise järelduste ekstrapoleerimise suhtes ettevaatlikud olnud. Praegu Uuringud on läbi viidud väikese arvu patsientidega -umbes seitse inimest-, kellel kõigil oli raske epilepsia ja kellele manustati spetsiifilist anesteesiat (propofool), mille mõju oli juba registreeritud ühes ajupiirkonnas: hipokampuses.
Jääb veel selgusetuks, kas seda tüüpi keeleline töötlemine säilib ka teistes kuulmismõistmisega seotud ajupiirkondades, näiteks oimusajus või tähelepanu ja otsuste langetamisega seotud piirkondades. Samuti tuleb veel kindlaks teha, kas reaktsioon on sarnane teiste Hispaanias ja mujal Euroopas operatsioonisaalides kasutatavate anesteetikumide, näiteks sevofluraani või erinevate ravimite kombinatsioonide puhul.
Teine avatud uurimissuund on võrrelda anesteesia ajal toimuvat teiste seisunditega. teadvusetuse seisundidnäiteks sügav uni, kooma või ajukahjustuse järgselt muutunud teadvusseisundid. Kui täheldataks sarnaseid keelelise töötlemise mustreid, võiks see muuta seda, kuidas neid patsiente hinnatakse ja kuidas stimulatsiooniprogramme kavandatakse.
Teadlased tahavad teada, millist infot täpselt töödeldakse. Näiteks, kas anesteesia all olev aju tuvastab ainult keelestruktuuri ja helimustreid või registreerib see ka muud infot. emotsionaalselt laetud sisu või peenemaid semantilisi detaile. See täpsusaste on potentsiaalsete kliiniliste rakenduste hindamisel võtmetähtsusega.
Igal juhul on nende uuringute põhisõnum see, et inimese aju, isegi kui see tundub olevat täiesti välja lülitatud, säilitab palju rikkalikum ja organiseeritum tegevus kui varem eeldati. See viitab sellele, et teadvuse ja alateadvuse vaheline piir on hägusem ja keerulisem, kui klassikalistes meditsiiniõpikutes kujutatakse.
See uuringute kogum on kinnitanud ideed, et keel ja selle ennustamine ei ole ainuomased ärkvelolekule, vaid pigem funktsioonid, mida aju täidab peaaegu automaatselt. Euroopa tervishoiusüsteemidele ja rahvusvahelisele teadusringkonnale on see meeldetuletus sellest, kui kaugele see ulatub. Mõistuse tegelik toimimine tuleb veel lahti harutada.isegi igapäevastes olukordades, näiteks üldnarkoosis operatsioonil.