Где находится наше сознание? Новые исследования и открытия

Всем известно, что наша психика и мозг неразрывно связаны, но как именно? И где же находится наше осознание? Генерируется ли оно мозгом, или нет? Над этой загадкой долгое время бились лучшие умы человечества.

Ученые выяснили, что наше сознание находится в стволе мозга. Известно, что если повредить мозг, человек с большой вероятностью умрет или сойдет с ума, либо утратит часть своих функций — какую именно, зависит от того, какой отдел мозга будет поврежден.

Некоторые пациенты с повреждениями мозга остаются живы, но впадают в кому, то есть лишаются сознания. В то же время, известны случаи, когда человек жил при отсутствии значительной части мозга, утратив свои функции лишь незначительно. Нейродегенеративные заболевания превращают людей в «овощ» - человек функционирует, но утрачивает свои когнитивные функции, память и речь. Присутствует ли у него сознание? Новые открытия должны пролить свет на эти вопросы.

Опыт гарвардских ученых

В новом исследовании, проведенном учеными из Beth Israel Deaconess Medical Centre при Гарвардской медицинской школе в 2016 году, было выявлено три особых зоны, отвечающих за наличие сознания у человека. Как ни странно, все они находятся в стволе мозга.

Ведущий исследователь Майкл Фокс утверждает, что впервые была обнаружена связь между определенными участками ствола мозга, отвечающими за бодрствование, и регионами, связанными с сознанием.

Считается, что сознание включает в себя два компонента — это бодрствование и осознание. В оригинале формула сознания выглядит так: «Arousal + Awareness = Consciousness»

Первый компонент, бодрствование (Arousal) контролируется стволом мозга, и там же находятся центры, отвечающие за дыхание и сердечный ритм. Интересный факт, что у спящего человека меняется тип дыхания, оно становится автоматическим, более медленным и глубоким, больше включающим в процесс мышцы живота и нижнюю часть диафрагмы. Именно такой тип дыхания тренируют йоги, называя его «пранаямой». Сердечный ритм у спящего также немного замедляется.

Но где именно находится осознание, никому прежде определить не удавалось. Гарвардской команде удалось выявить не только конкретную область ствола, отвечающую за пробуждение, но и два участка коры, связанных с ней.

Для исследований были выбраны 36 пациентов с разрывами ствола мозга, из которых 12 находились в коме, а 24 пребывали в сознании. Всем им были сделаны МРТ и построена карта мозга – коннектома, чтобы выяснить, в каком участке находятся различия. Это оказалась небольшая область в стволе головного мозга — так называемая ростральная дорсолатеральная покрышка моста (rostral dorsolateral pontine tegmentum). У всех больных в коме она была повреждена, тогда как из пациентов, находящихся в сознании, лишь один имел повреждения в этой области.

Затем ученые изучили карты мозга здоровых людей, чтобы выяснить, какие его части полностью связаны с этой областью ствола. И такие области были найдены: одна из них оказалась расположена в левой вентральной островковой доле, а вторая – в прегенуальной передней поясной коре. Обе эти зоны также связаны с бодрствованием и осознанием.

Что такое сознание: теории, онтогенез

Люди на протяжении веков задавались вопросом, что такое сознание и насколько оно связано с мозгом. Наиболее подробно изучили эту тему философия и психология. В настоящее время существует множество теорий сознания, некоторые из которых крайне сложны и основаны на специфических философских понятиях.

Одним из первых, кто поднял проблему сознания, был Рене Декарт: он разделил понятия души и тела, считая, что тело «омрачает нас», а душа, будучи разумным началом, борется с телесными страстями.

В философии есть более широкое, идеалистическое понятие сознания как некой идеальной, самостоятельной сущности, субстанции, способной творить мир. В более узком смысле — это высшая форма психической деятельности человека, осознание себя в качестве субъекта. Связь сознания и мозга для философии весьма сомнительна, некоторые деятели до сих пор пытаются доказать, что сознание не имеет никакой материальной основы.

В психологии также есть множество определений, одно из наиболее распространенных — это определение Л. С. Выготского: «Сознание — это рефлексия субъектом (человеком) действительности, своей деятельности и самого себя». Принято считать, что это форма психической активности, присущая только человеку, которая заключается в обмене информацией с окружающим миром и отражении ее во внутреннем мире.

Выготский также считал, что сознание не существует вне общества и формируется только в общении с другими людьми, сопровождаясь обменом информацией при помощи речи. Другой известный психолог, А. Н. Леонтьев, считал, что сознание в самом начале существует как некий психический образ окружающего мира, и лишь затем через деятельность человек сам включает себя в этот образ.

Очевидно, что сознание ребенка отличается от сознания взрослого человека, но так как ребенок до некоторого возраста еще не владеет речью, сделать выводы о состоянии его сознания довольно трудно. В общении со взрослыми, через игру, ребенок осваивает знаковые системы, принятые в обществе, и таким образом переходит от конкретного, предметного мышления к абстрактному.

В процессе развития мозга формируются новые нейронные связи, ребенок постигает речь и понятийные системы, принятые в обществе, теперь он может назвать каждый предмет и явление в окружающем мире. В то же время, его картина мира становится ограниченной: все вещи уже имеют свое название, и есть некоторое знание о них, полученное от взрослых, в основном от родителей. Таким образом, сознание связано с развитием мозга и также развивается вместе с ним.

Сознание и бодрствование: теории сна

И. П. Павлов определял сон как распространяющееся торможение нейронов коры больших полушарий. Ранее существовала и другая теория сна, согласно которой в мозгу есть определенный «центр сна», активация которого и вызывает сон. Автором этой теории был швейцарский физиолог Гесс. Он проводил опыты на животных, раздражая электродами определенные участки их мозга, что приводило к глубокому сну.

Наличие этого центра подтверждала и «Теория летаргического энцефалита» - речь идет о болезни, распространенной в Европе в 20-30-е годы XX века. Умершие от этой болезни имели заметные изменения в определенных отделах мозга, которые и начали было считать центрами сна. Но Павлов опроверг эту теорию, объяснив возникновение сна во время опытов Гесса раздражением нервных путей, идущих из низших отделов центральной нервной системы к коре больших полушарий. Опровергает ее и тот факт, что при энцефалите страдали совсем другие участки мозга.

Павлов доказал, что вся высшая нервная деятельность человека — это совокупность процессов возбуждения и торможения, являющихся частями одного целого. Они неразрывно связаны: сознание человека может существовать и во сне, в фазу так называемого «быстрого» сна. Тело спит, но сознание бодрствует, как наяву. Есть и противоположное явление, такое как сомнамбулизм или лунатизм, когда тело совершает какие-то действия, сознание же при этом спит.

Перспективы развития нейронауки в свете новых открытий

Недавние открытия ясно дают понять, что никаких отдельных «центров сна» нет, но есть области мозга, участвующие в регулировании сна и бодрствования (Arousal). А вот самоосознание (Awareness) – само по себе слишком сложное явление, чтобы быть локализованным в каком-то центре. Скорее всего, для его существования нужны все три открытых области.

Открытие гарвардских ученых крайне важно для лечения вегетативных состояний, то есть длительной комы. Возможно, многие люди, долгое время пребывающие в этом состоянии, получат шанс вернуться к сознательной жизни. Однако, это лишь первый шаг исследования, его необходимо проверить на большей выборке пациентов, чтобы с уверенностью делать какие-то заключения.

Список использованной литературы:

• 1. «A human brain network derived from coma-causing brainstem lesions». - David B. Fischer, Aaron D. Boes, Athena Demertzi, Henry C. Evrard, Steven Laureys, Brian L. Edlow, Hesheng Liu, Clifford B. Saper, Alvaro Pascual-Leone, Michael D. Fox, Joel C. Geerling First published November 4, 2016, DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000003404 https://n.neurology.org/content/87/23/2427.short
• 2. «Ученые из Гарварда нашли источник сознания». - https://zen.yandex.ru/media/funscience/uchenye-iz-garvarda-nashli-istochnik-soznaniia-5b2e14a0da02da00a8f65ee3
• 3. «Harvard Study Decrypts the Ancient Mystery of Consciousness.
• 4. Neuroscientists may have pinpointed the seat of human consciousness». - Christopher Bergland, “Psychology Today”. - Posted Nov 05, 2016. - https://www.psychologytoday.com/intl/blog/the-athletes-way/201611/harvard-study-decrypts-the-ancient-mystery-consciousness