Οι νευρολόγοι έχουν καταφέρει να εντοπίσουν μια σειρά ενεργειών στα κύτταρα του εγκεφάλου που συνδέονται με την εμπειρία της αντίληψης, πλησιάζοντας λίγο πιο κοντά στην πηγή της συνείδησης στον εγκέφαλο μας. Για να το κάνουν αυτό, εξέτασαν προσεκτικά τον εγκέφαλο των ανθρώπων με επιληψία και επισήμανε την εμφάνιση συνείδησης από τις ενέργειες των διακριτών νευρώνων σε μια περίπλοκη συμφωνία της συνείδησης.
Αξιοποιώντας διαγνωστικούς ανιχνευτές ενσωματωμένους στους εγκεφάλους ασθενών με επιληψία, οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ έχουν εντοπίσει μια πορεία δραστηριότητας που παίζει ρόλο στη μετατροπή ενός ερεθίσματος σε μια εικόνα που μπορούμε να δούμε στο μυαλό μας. Η έρευνα αυτή δημοσιεύθηκε στο Nature Communications.
Όσον αφορά τα επιστημονικά μυστήρια, η ανθρώπινη συνείδηση εξακολουθεί να είναι εκεί. Για αιώνες αναρωτιόμασταν τι διακρίνει την αυτογνωσμένη φαιά ουσία από μια ξεκάθαρη παλιά αριθμομηχανή κρέατος και είναι ένα αίνιγμα που έχει αποδειχθεί δύσκολο να λυθεί.
«Οι υπολογιστές και τα ρομπότ αλληλεπιδρούν με τον κόσμο χωρίς να συνειδητοποιούν», λέει η επικεφαλής συγγραφέας πρόσφατης μελέτης επί του θέματος, Hagar Gelbard-Sagiv.
«Αλλά κάτι θαυματουργό συμβαίνει μέσα στο μυαλό μας για να μας κάνει να συνειδητοποιήσουμε και να βιώνουμε τον κόσμο από μια υποκειμενική προοπτική».
Πολλά πειράματα διεξήχθησαν επί του θέματος όλα αυτά τα χρόνια, πολλά από τα οποία χρησιμοποιούν λειτουργική τεχνολογία απεικόνισης με μαγνητικό συντονισμό ή παρόμοια μορφή σάρωσης υψηλού επιπέδου.
Βοήθησαν όλοι να προσδιορίσουν ποια από τα προάστια του εγκέφαλου είναι υπεύθυνα για τη μετατροπή ενός οπτικού ερεθίσματος σε μια προσωπική κινηματογραφική εμπειρία, αλλά δεν μας βοήθησαν να κατανοήσουμε τους λεπτομερείς υπολογισμούς που συνεπάγονται.
Για να το κάνουμε αυτό θα χρειαζόταν εργαλεία που θα μπορούσαν να παρακολουθήσουν την κίνηση σε επίπεδο δρόμου μέσα στον εγκέφαλό μας, που σημαίνει να βυθίζουμε ένα ευαίσθητο καθετήρα ακριβώς κάτω από το πάχος των πραγμάτων.
Από την ηθική άποψη, μια αναζήτηση για τις ρίζες της συνείδησης δεν είναι αρκετά καλός λόγος για να διακινδυνεύσουμε μια τέτοια επεμβατική διαδικασία – αλλά τι θα συμβεί αν είχαμε ήδη τον ανιχνευτή για άλλους λόγους;
Οι ασθενείς με επιληψία έχουν μερικές φορές ενδοκρανιακά ηλεκτρόδια βάθους που εμφυτεύονται για να μετρήσουν παροξυσμικές επιληπτικές κρίσεις και οι ερευνητές θα ρωτήσουν συχνά ευγενικά αν δεν θέλουν να κάνουν ένα πείραμα ή δύο εν τω μεταξύ.
Στη μελέτη αυτή, εννέα τέτοιοι ασθενείς συμφώνησαν ευγενικά να κοιτάξουν διάφορες εικόνες ενώ μια ομάδα επιστημόνων κατέγραψε τη δραστηριότητα που μετρήθηκε από τους ανιχνευτές. Πάνω από 20 συνεδρίες, οι εθελοντές κοίταζαν ένα ζευγάρι των εικόνων – το καθένα τοποθετημένο μπροστά από το ένα μάτι. Επειδή κάθε μάτι μπορούσε να δει μόνο μία από τις εικόνες, οι εγκέφαλοί τους δεν μπορούσαν να τις θολώσουν σε μια ενιαία εικόνα.
Αντ’ αυτού, ο εγκέφαλος αναγκάστηκε να επιλέξει μια εικόνα για να αντιμετωπίσει σε μια στιγμή, σε μια διαδικασία που ονομάζεται διοφθάλμιος ανταγωνισμός. Εν τω μεταξύ, το φως και από τα δύο διέγειρε συνεχώς τον οπτικό φλοιό.
Αυτές οι δύο διαδικασίες – οπτική διέγερση και «βλέπειν» – είναι συχνά δύσκολο να διαχωριστούν. Αλλά αυτό το πείραμα ήταν σε θέση να διαχωρίσει τις δύο διαδικασίες και να μετρήσει λεπτομερώς το χρονοδιάγραμμα των διαδικασιών. Οι ασθενείς κλήθηκαν να ειδοποιήσουν τους ερευνητές την ίδια στιγμή που γνώριζαν την ύπαρξη μιας εικόνας.
Όπως αποδεικνύεται, μια ακριβής περιοχή στον μεσαίο μετωπικό λοβό ενεργοποιεί ολόκληρα δύο δευτερόλεπτα πριν το υποκείμενο «δει» την εικόνα στο κεφάλι τους. Μια δεύτερη ζώνη ενεργοποιείται ένα δευτερόλεπτο αργότερα, αυτή στο μέσο-κροταφικό λοβό.
«Δύο δευτερόλεπτα είναι μεγάλος χρόνος από την άποψη της νευρικής δραστηριότητας», λέει η Gelbard-Sagiv.
«Πιστεύουμε ότι η δραστηριότητα αυτών των νευρώνων όχι μόνο συσχετίζεται με την αντίληψη, αλλά και μπορεί να συμμετέχει στη διαδικασία που οδηγεί στην εμφάνιση μιας συνειδητής αντίληψης».
Δεν είναι η πρώτη φορά που οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτή τη μέθοδο για να προσπαθήσουν να καθηλώσουν την ακολουθία των μονοπατιών που χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργήσουν συνειδητοποίηση, αλλά άλλες μελέτες ανάγκασαν τις αλλαγές στις εικόνες, δημιουργώντας μια μεταβλητή που διακινδύνευσε να παρεμβαίνει στα αποτελέσματα.
Ο Διοφθάλμιος ανταγωνισμός παρέχει έναν έξυπνο τρόπο να αφήσει όλη τη διαδικασία μιας αλλαγής στην επίγνωση του εγκεφάλου του εξεταζόμενου υποκειμένου.
«Η μελέτη συλλαμβάνει μεμονωμένα κύτταρα στον ανθρώπινο εγκέφαλο λίγο πριν μια συνειδητή εμπειρία αντικατασταθεί από μια άλλη», τόνισε σε παρόμοια μελέτη ο Itzhak Fried.
Θα μπορούσε να μας βοηθήσει να δημιουργηθούν υπολογιστές με αυτο-επίγνωση στο μέλλον αλλά αυτό εξακολουθεί να είναι μια εικασία του καθενός. Το ίδιο είναι και το ερώτημα εάν η συνείδηση είναι ένα γνωστικό εργαλείο που έχουμε εξελίξει να χρησιμοποιήσουμε ή απλά κάποια παρενέργεια άλλων διαδικασιών – αλλά μελέτες όπως αυτή μας καθιστούν όλο και πιο κοντά στο να το υπολογίστούν.
Επιστημονικό Άρθρο:
Hagar Gelbard-Sagiv, Liad Mudrik, Michael R. Hill, Christof Koch & Itzhak Fried – Human single neuron activity precedes emergence of conscious perception, Nature Communications volume 9, (2018).
