Движение жидкости в мозге предложили считать основой сознания

Происхождение сознания — субъективного опыта, мыслей и ощущений — остается одной из главных загадок науки. Десятки лет исследований не привели к появлению теории, которая могла бы полностью охватить этот феномен. Распространенные концепции предлагают разные, порой противоречивые объяснения и сталкиваются с трудностями при экспериментальной проверке.

Одна из ведущих теорий, теория интегрированной информации, предполагает, что сознание — это свойство любой системы, способной сложным образом объединять информацию. Согласно ей, эпицентр сознания расположен в так называемой горячей зоне в задних отделах коры головного мозга. Недавние масштабные эксперименты по проверке теории не смогли подтвердить ее ключевое предсказание о непрерывной синхронизации активности в этой зоне во время осознанного восприятия.

Другой влиятельный подход — теория глобального нейронального рабочего пространства. Она сравнивает сознание со сценой, на которую попадает лишь самая важная информация. Когда информация достигает нейронных сетей в лобных и теменных долях, она становится «глобально доступной» для всего мозга — и в этот момент осознается. Эта теория также столкнулась с противоречиями. Эксперименты показали, что предсказанная ею мощная «вспышка» активности в лобных долях в момент осознания далеко не так универсальна, как предполагалось.

На фоне этих трудностей студент-медик Шалин Бхатт вместе с коллегами из Джорджтаунского университета предложил альтернативный взгляд. Научная работа опубликована в журнале Medical Hypotheses, который как раз специализируется на рассмотрении новых и спекулятивных идей. 

Новая гипотеза получила название «теория глиовазомоторного поля» (GlymphoVasomotor Field). Она смещает фокус с чистой нейробиологии на биофизику и берет за основу работу глимфатической системы — сети каналов вокруг сосудов, по которым в мозге движется спинномозговая жидкость (ликвор), выполняя функцию очистки. 

Авторы идеи выстроили следующую цепочку событий. Ритмичные выбросы норадреналина из отдела в стволе мозга под названием «голубое пятно» заставляют стенки сосудов ритмично пульсировать. Эта пульсация, в свою очередь, приводит в движение ликвор. Поскольку он содержит заряженные частицы — ионы, — их ускоренное движение, согласно законам электродинамики, создает слабое, но структурированное электромагнитное поле.

Именно это поле, по мнению авторов исследования, и играет роль невидимого каркаса или «дирижера» для нейронов. Если представить нейроны как музыкантов в оркестре, каждый из которых исполняет свою партию, то глиовазомоторное поле задает общий ритм, объединяя их разрозненную активность в единую и слаженную «симфонию» сознания. Такой подход позволяет объяснить, как отдаленные друг от друга отделы мозга — например, задние и передние — могут работать синхронно даже без прямых нейронных связей между ними. Их координирует общее физическое поле.

В качестве косвенного подтверждения ученые привели эффект от некоторых препаратов. Например, снотворное золпидем, которое изменяет сознание, также подавляет пульсацию сосудов и ток ликвора. В то же время у некоторых пациентов с тяжелыми нарушениями сознания золпидем парадоксальным образом вызывает «пробуждение». Теория глиовазомоторного поля предлагает этому возможное объяснение, связывая изменения сознания с модуляцией сосудистой динамики и потоков жидкости.

Впрочем, эта гипотеза поднимает серьезные вопросы. Ключевой — достаточно ли сильны эти предполагаемые электромагнитные поля, чтобы оказывать значимое влияние на активность миллиардов нейронов. Современные представления о биофизике мозга предполагают, что такие поля скорее должны быть исчезающе малы.

Другой фундаментальный аспект — проблема корреляции и причинности. Наблюдаемое совпадение между изменениями кровотока и состояния сознания не доказывает, что первое — причина второго. Оба этих явления, например, могут быть следствием другого нейронного процесса, который гипотеза не учитывает.

Тем не менее ценность теории глиовазомоторного поля в том, что она заставляет посмотреть на проблему сознания под новым углом и объединить знания из разных областей — нейробиологии, гидродинамики и физики. Она подчеркивает, что сознание может быть не просто продуктом нейронной активности, а сложным эмерджентным свойством всей экосистемы мозга, включая его сосудистую сеть и потоки жидкости. Будущие эксперименты, направленные на измерение этих сверхслабых полей и их связи с нейронной активностью, покажут, насколько состоятельной окажется эта смелая идея.

Илья Гриднев

187 статей

Автор материалов на стыке разных областей знания — от археологии и палеонтологии до физики и технологий. Интересуется тем, как работает мир, и рассказывает об этом понятно и увлекательно.

Показать больше

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram