القرود تستيقظ من التخدير عندما يتم تحفيز منطقة الدماغ المرتبطة بالوعي

(معمل شيربروك كونيكتيفيتي إيماجينج / كالتورا / جيتي إيماجيس)

سأخسر في وقت لاحق اليوم وعي - إدراك لبضع ساعات للراحة والإصلاح. هناك فرصة جيدة لأنك ستفعل ذلك أيضًا. ومع ذلك ، على الرغم من وجود النوم في كل مكان ، فإننا لا نعرف سوى القليل جدًا عن أجزاء الدماغ الأساسية للبقاء مستيقظًا.

بفضل تجربة حديثة حفزت أدمغة قرود المكاك المخدرة ، أصبح لدينا فكرة أوضح عن الهياكل العصبية التي قد تكون مسؤولة بشكل أساسي عن تبديلنا كل يوم.

النتائج لا تساعدنا فقط على فهم أفضل لملفاتالعمليات وراء التخدير؛ لأولئك المحاصرين حالات نباتية أو غيبوبة بسبب المرض أو الإصابة ، فقد يعني ذلك طريقًا للخروج مرة أخرى.

بينما يمكننا استخدام تقنيات مسح الدماغ لمشاهدة كيفية تنشيط أجزاء مختلفة من الدماغ عندما يفقد الشخص الوعي ، فإنه من الصعب جدًا معرفة كيفية إنتاج أي منطقة استجابة معينة ، ناهيك عن أي منها الأكثر أهمية .

أعطت الدراسات التي أجريت على مرضى النوم والغيبوبة للباحثين فكرة جيدة عن أنواع الهياكل المعنية ،من جذع الدماغإلىقشرة الفص الجبهي. وغني عن القول ، أن العديد من الأجزاء المختلفة من نظامنا العصبي تحدد حالة وعينا.

لاحظ باحثون من جامعة ويسكونسن في الولايات المتحدة ومعهد إسرائيل للتكنولوجيا قطعة واحدة صغيرة من الأنسجة في أعماقنا. مقدمة الدماغ - المهاد الجانبي المركزي - كان له دور بارز في توجيه شؤوننا العصبية.

استنادًا إلى اتصالها ، بدا أنها محورية في التأثير على كيفية تمرير الإشارات من أقسام 'التفكير' العليا مثل القشرة إلى الهياكل الأعمق مثل المهاد والعودة مرة أخرى - المناطق المعروفة بأنها جزء لا يتجزأ من الوعي.

غالبًا ما يركز الباحثون على أجزاء مختلفة من الدماغ في عزلة نسبية لمعرفة مدى ارتباطها بأي مهمة معينة.

في هذه الحالة ، كان الفريق مهتمًا بالطريقة الدقيقة التي تتواصل بها هذه القطعة الصغيرة من أنسجة المخ مع مناطق أخرى خلال حالات النشاط المختلفة ، مما يتطلب نهجًا أكثر شمولية.

'قررنا تجاوز النهج الكلاسيكي للتسجيل من منطقة واحدة في كل مرة' يقول عالم الأعصاب يوري سالمان من جامعة ويسكونسن.

'قمنا بالتسجيل من مناطق متعددة في نفس الوقت لنرى كيف تتصرف الشبكة بالكامل.'

لتجاوز عقبات استخدام البشر لمثل هذه المهمة ، استخدم الباحثون قرود المكاك كنموذج لهم ، حيث قاموا بتصوير هياكل دماغ الحيوانات قبل إدخال أقطاب كهربائية مصممة خصيصًا.

ثم تم استخدام هذه الأقطاب لمراقبة النشاط بينما القرود مستيقظة ونائمة وتحت تأثير مخدر قوي.

أكدت الاختلافات في النشاط الكهربائي الشكوك بأن المهاد الجانبي المركزي لعب دورًا في الحفاظ على الوعي ، على الأقل في قرود المكاك. لكن العثور على النشاط شيء ، وإثبات أن جزءًا من الدماغ هو المسؤول عن التسبب فيه شيء آخر.

للقيام بذلك ، استخدم الفريق أقطابهم الكهربائية الدقيقة بشكل ملحوظ لتحفيز رقعة صغيرة من الخلايا العصبية بدقة لا تصدق ، ودغدغتها في العمل بينما تم ضرب قرود المكاك بجرعة جيدة من الكيتامين .

لقد وجدنا أنه عندما قمنا بتحفيز هذه المنطقة الصغيرة من الدماغ ، يمكننا إيقاظ الحيوانات وإعادة كل النشاط العصبي الذي تراه عادة في القشرة أثناء اليقظة ، يقول Saalmann .

لقد تصرفوا كما لو كانوا مستيقظين.

بشكل لا يصدق ، بمجرد توقف التحفيز ، انجرفت قرود المكاك عائدة للنوم في غضون ثوان. كان الأمر كما لو أن المهاد الجانبي المركزي يتصرف كمفتاح للوعي ، ويوجه حركة المرور العقلية عندما يكون نشطًا لإثارة الوعي ، ويعيد فقدان الوعي عندما يكون هادئًا.

لا شيء من هذا يساعد كثيرًا مع الأسئلة الكبيرة حولكما هو الوعيعلى مستوى أكثر فلسفية ، وبالطبع فإن استخلاص استنتاجات حول جنسنا البشري بناءً على نماذج غير بشرية يمثل مشكلة أيضًا.

هناك أيضًا مخاوف محتملة بشأن طريقة الدراسة ، مما يثير أسئلة ليس فقط حول كيفية تصنيف الوعي وتمييزه عن حالات النشاط الأخرى.

قال طبيب التخدير ومدير مركز دراسات الوعي في جامعة أريزونا ، ستيوارت هامروف ، لـ Energyeffic أن 'الإثارة' التي لوحظت في قرود المكاك لا تعني بالضرورة الوعي.

بصرف النظر عن الأسئلة حول ما إذا كانت القرود مدركة حقًا أم أنها مجرد حركات غير واعية ، يشكك هاميروف أيضًا في أن الأشخاص كانوا في الخارج باردًا في البداية.

يقول هاميروف: 'ومع ذلك ، حتى لو أدى التحفيز الكهربائي المهادي إلى استعادة الوعي لدى هذه القرود' المخدرة '، فإن تركيز التخدير الذي يُفترض أنه تم عكسه يكون منخفضًا للغاية'.

لن تكون أي دراسة هي الكلمة الأخيرة حول كيفية تحكم الجهاز العصبي في الوعي ، بالطبع ، ومن الواضح أن الجدل حول بروز الأنسجة العصبية الانفرادية فيما يتعلق بالشبكات المعقدة بعيد كل البعد عن التسوية.

نظرًا لأننا ما زلنا غير واضحين بشأن كيف يجعلنا التخدير غافلين - وبشكل صادم ،حتى لو كانت فعالة دائمًا- إنها تساعد في الحصول على معرفة دقيقة بكيفية تأثير أصغر حزم الأعصاب على بعضها البعض بينما ننزلق داخل الوعي ونفقده.

أما بالنسبة للأشخاص الذين تكون أدمغتهم محبوسة بشكل دائم في حالة من الوعي ، فإن وجود طرق للعلاج سيكون منتجًا مرحبًا به لدراسات مثل هذه.

قدمت الأبحاث السابقة بالفعل أدلة قوية على أن تحفيز المهاد يمكن أن يساعد بعض مرضى الغيبوبة على استعادة الوعي.

في 2007 ، أدى التحفيز العميق للدماغ إلى أن المريض الذي كان واعيًا بالحد الأدنى لمدة 6 سنوات بعد إصابة دماغية رضحية يستعيد ببطء حركاته والتحكم في بعض وظائف الجسم ، بما في ذلك تحسن طفيف في الكلام.

'هناك العديد من الآثار المثيرة لهذا العمل ،' تقول ميشيل ريدينبو ، عالمة النفس بجامعة ويسكونسن .

من الممكن أن نكون قادرين على استخدام هذه الأنواع من الأقطاب الكهربائية لتحفيز الدماغ العميق لإخراج الناس من الغيبوبة. قد تكون النتائج التي توصلنا إليها مفيدة أيضًا في تطوير طرق جديدة لمراقبة المرضى تحت التخدير السريري ، للتأكد من أنهم فاقدون للوعي بأمان.

تم نشر هذا البحث في عصبون .

ملاحظة المحرر (17 فبراير 2020): لتوضيح الادعاءات حول كيفية مشاركة الوعي بشكل أفضل ، تم تحديث هذه المقالة بتعليقات من باحث لم يشارك في الدراسة.

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.