Ствол головного мозга может быть «переключателем», отвечающим за сознание

Фото из открытых источников

Стимуляция коры головного мозга — морщинистого внешнего слоя, долгое время считавшегося ответственным за мышление и самосознание, — почти никогда не вызывает боли. Стимуляция болевых путей, проходящих через ствол головного мозга — гораздо более древнюю структуру, расположенную у основания черепа, — приводит к боли. Это различие лежит в основе новой теории, опубликованной в журнале The Neuroscientist, в которой исследователи Маршалл Девор и Марк Барон утверждают, что основное ощущение жизни, чувство «я внутри», возникает в стволе головного мозга, а не в мыслительном слое мозга.

Некоторые дети рождаются практически без коры головного мозга. По традиционной логике, они не должны ничего чувствовать. Тем не менее, как говорится в статье, эти дети демонстрируют «трудноопровержимые признаки переживания радости и боли», — модель, которая, по мнению Девора и Барона, лучше соответствует случаю, когда базовое осознание происходит через ствол головного мозга, структуру, которую люди в той или иной форме разделяют с рыбами и рептилиями. Поскольку дети не могут выразить свои внутренние состояния языком, отмечают авторы, уверенность в этом ограничена.

Ведущие теории сознания помещают его в кору головного мозга, рассматривая ствол мозга как своего рода источник энергии. Девор и Барон переворачивают это положение. Кора головного мозга, утверждают они, обрабатывает богатые детали опыта, такие как зрительные образы, слуховые ощущения и язык, в то время как ствол мозга обеспечивает базовую искру осознания.

Девор и Барон не проводили новых экспериментов. Вместо этого в статье они опираются на результаты многолетних опубликованных работ по стимуляции мозга, эпилепсии, травмам головного мозга и анестезии, а также на более ранние эксперименты на крысах, проведенные в собственной лаборатории авторов.

Иногда хирурги стимулируют кору головного мозга небольшими электрическими импульсами, пока пациенты находятся в сознании. Импульсы в зрительную область вызывают вспышки света, а импульсы в слуховую область — звуки. Исключением является боль. В одном из исследований, на которое ссылается статья, электроды, размещенные в области коры головного мозга, часто считающейся центром боли, вызывали боль только в 8 из 313 протестированных точек. Авторы предполагают, что даже в этих редких случаях происходит распространение сигналов по болевым путям ствола головного мозга.

Эпилепсия добавляет еще одну подсказку. Приступы распространяются почти по всей коре головного мозга, однако боль редко воспринимается как предупреждающий признак перед приступом, в отличие от света, звука и запаха.

Случаи травм добавляют доказательств. Повреждение коры головного мозга может лишить человека определенных способностей, например, травма зрительной области приводит к слепоте, но при этом пациенты остаются в сознании. В статье отмечается, что до появления современных лекарств тысячи людей перенесли лоботомию — операцию по повреждению передней части головного мозга — из-за психических расстройств. При этом они не теряли способность чувствовать боль и не теряли сознание. Даже обширные инсульты в коре головного мозга редко приводят к коме, если не поражен также ствол головного мозга.

Повреждение ствола головного мозга имеет противоположный эффект. Небольшие, локализованные повреждения в этой области, такие как инсульты, часто приводят к коме, и в статье говорится, что такие случаи сосредоточены в одном участке верхнего отдела ствола головного мозга. Повреждение в этой области может мгновенно лишить человека всякого сознания, включая болевые ощущения.

Анестезия, состояние, вызванное применением лекарственных препаратов и делающее хирургическое вмешательство безболезненным, указывает на ту же область. В более ранних экспериментах на крысах, проведенных в лаборатории авторов, крошечная доза анестетика, введенная в небольшую точку ствола головного мозга бодрствующей крысы, вызывала потерю сознания. Инъекции, попавшие даже немного не в цель, не вызывали такого эффекта. В этой работе участвовало 182 крысы.

Нервные окончания, обнаруживающие повреждения, посылают предупреждающие сигналы, которые уже несут в себе сообщение: это плохо. Девор и Барон утверждают, что ствол головного мозга мог преобразовывать это сырое предупреждение в то, что животное действительно чувствует, задолго до появления млекопитающих. Зрение и слух — более сложные системы. Один лишь глазной сигнал не может определить, является ли силуэт далёким облаком или атакующим носорогом. Для этого требуется вычислительная мощность, которую авторы сравнивают с суперкомпьютером, и которую обеспечивает кора головного мозга млекопитающих.

Рыбы и рептилии, у которых отсутствует кора головного мозга, реагируют на угрозы, используя зрение, слух и обоняние, но в статье эта способность названа рудиментарной. Вместо того чтобы создавать вторую систему восприятия в коре головного мозга, утверждают авторы, эволюция сохранила более старую систему в стволе головного мозга и интегрировала в нее кору. В такой конструкции кора головного мозга выполняет основную обработку информации, получаемой органами чувств, и отправляет в ствол головного мозга вердикт о том, имеет ли что-либо значение. Затем ствол головного мозга решает, заслуживает ли это внимания.

Остается неизвестным, действительно ли рыбы и рептилии чувствуют боль. Авторы пишут, что «нет надежного способа узнать это», и признают, что ни одна из существующих теорий сознания, включая их собственную, не объясняет, как клетки мозга создают субъективный опыт.

Девор и Барон не отрицают роль коры головного мозга, которая по-прежнему отвечает за мышление, память и язык. Их задача более узкая: является ли кора головного мозга местом, где включается сознание. Пока теория, ориентированная на кору головного мозга, не сможет объяснить, почему кора так редко вызывает боль, ствол головного мозга заслуживает гораздо более пристального изучения.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний