Бельгийские ученые предложили новый взгляд на природу сознания

13.02.2020
Бельгийские ученые предложили новый взгляд на природу сознания
Все фото с сайта  https://meduza.io/feature/2020/02/13/predsmertnye-perezhivaniya-koma-i-osoznannye-snovideniya-eto-os...


Предсмертные переживания, кома и осознанные сновидения — это острова в трехмерном пространстве


Картинки по запросу "Предсмертные переживания, кома и осознанные сновидения — это острова в трехмерном"


JR Korpa / Unsplash


Бельгийские неврологи предлагают имитировать в лаборатории опыт смерти. Из работы с тяжелыми больными они знают, что пограничные состояния сложнее, чем мы привыкли думать, — исследуя их, можно глубже понять, как устроено сознание. Наука долго не подступалась к этому вопросу: мы до сих пор не знаем толком, что такое человек с точки зрения нейробиологии и где его экзистенциальные и биологические границы. Но ученые уже картируют пространство нашего сознания. По просьбе «Медузы» научный журналист Денис Тулинов рассказывает, что уже известно о том, как устроено пространство измененных состояний сознания, и откуда в нем пустые места.

Я ощутил жгучую боль, когда бронхоскоп начал двигаться. Затем я почувствовал, как у меня перерезают горло, справа налево, и прикинул, сколько дюймов осталось выдержать… Моя рана была открыта, и холодная тонкая металлическая штуковина вдавилась в область груди… Боль в теле была невыносимой.

Ученые Вашингтонского университета накопили десятки подобных признаний. Они собирают данные о людях, остававшихся в сознании во время хирургической операции, на которых не сработала общая анестезия. Свидетельства пациентов схожи: многие испытывали боль или жжение, а также разные тактильные ощущения, например, будто что-то попало в рот или горло. Большинство сообщают о страхе, удушье, чувстве обреченности и надвигающейся смерти.

Я не дышал и мое сердце не билось — я думал, что умер…

Я кричал в своей голове что-то вроде: «Разве они не знают, что я не сплю? Открой глаза, чтобы подать им сигнал».

Страх от непонимания, почему я не сплю. Страх из-за того, что не могу дать им понять, что не сплю…

Медики называют это интранаркозным пробуждением. Как часто оно случается, точно неизвестно. Крупные исследования с охватом до 20 тысяч пациентов дают статистику порядка один-два эпизода на тысячу операций (1234). Но ведь человек может бодрствовать в разгар процедуры, затем все же провалиться в сон и не вспомнить потом ничего из пережитого. Это в статистику не попадет. А в одной только Великобритании, например, каждый год проводят под общей анестезией почти три миллиона операций. 

Анестезиологи, конечно, стараются интранаркозного пробуждения избежать. Однако погасить на время сознание и вернуть его без последствий, словно выключить и включить человека, — это не просто особая наука, но и искусство. Мы знаем, что анестетики погружают людей в бессознательный сон, блокируют память, вызывают временный паралич, и медики используют эти свойства. Но ученые еще далеки от полного понимания, как именно все это происходит. Эффект зависит от дозы, выбранного вещества и индивидуальных свойств организма конкретного пациента.

Поэтому после введения агента, прежде чем начать операцию, смотрят на активность лобных долей мозга. 

Исходят из того, что анестезирующие препараты ее ослабляют, а характерные медленные волны на электроэнцефалограмме сообщают об отсутствии сознания. В 1990-е годы появилось устройство, численно измеряющее эффект наркоза: на лбу крепятся электроды, а монитор показывает индекс глубины сознания, от 0 до 100. При общей анестезии рекомендуется погрузить пациента в диапазон 40–60. 

Увы, твердых гарантий такие измерения не дают, и даже при «верных» значениях индекса можно пропустить пробуждение пациента. Для пущей уверенности врачи порой используют так называемый метод изолированного предплечья: стягивая руку пневматической манжетой, можно избирательно заблокировать приток миорелаксанта в кисть. После введения препарата тело будет обездвижено, но если пациент все еще будет бодрствовать, он сможет по просьбе врача сжать пальцы. Если этого не происходит — значит, скорее всего, человек уже без сознания, можно резать. 

Как найти человека там, где его нет

Для хирургов сама возможность избавить человека от нестерпимой боли, временно погрузив в «глубокий сон», важна как условие их практики. Для ученых это еще и окно, через которое они смотрят — в попытках изучить природу сознания: как устроены его разные пограничные состояния и что происходит в мозге в эти моменты. Нарушения сознания почти неизбежны при нейродегенеративных заболеваниях вроде болезней Паркинсона и Альцгеймера, их доля в мире будет расти в связи со старением населения — а как их лечить, если мы не знаем главного: как поддерживается сознательная деятельность мозга?

Иной раз кажется, что ответы близки и мы на верном пути, но все карты вдруг спутывают обычные крысы. Пусть у них, вероятно, и нет сознания, но анестетики действуют на их мозг так же, как на наш: функциональная связность его участков снижается. Нервные клетки словно не могут отправить сигнал далеко и не получают сигналы от дальних клеток, человек и крыса погружаются в искусственный сон. Отсюда логично считать, что бодрствующее сознание зависит от того, насколько хорошо клетки мозга могут общаться друг с другом

Недавно сотрудники Мичиганского университета поставили эту логику под вопрос, придумав эксперимент, который с человеком не проведешь. Они сперва погрузили крыс в сон и убедились, что анестетик в самом деле понизил связность их нейронов, а затем ввели в префронтальную кору вещество карбахол. Крысы проснулись, начали двигаться, хотя анестезия по-прежнему действовала и функциональная связность в мозге оставалась подавлена. И теперь не ясно, так ли уж нужна эта связность, чтобы бодрствовать?

Вопрос не сугубо теоретический, и дело тут даже не в наркозе. Все же наркоз при операциях длится недолго, и пациент потом пробуждается, причем мозг его невредим. Намного сложнее, если человек погрузился в бессознательное состояние без всякого наркоза сам — например, из-за травмы мозга. У него сохранены дыхание, некоторые рефлексы, бьется сердце и даже чередуются фазы «сна» и «бодрствования» в мозге, но он не осознает себя, не реагирует на внешний мир и людей. Такое состояние называют вегетативным, оно может длиться годами.

Здесь британский невролог Эдриан Оуэн в 2010 году тоже спутал все карты. Он показал, что отдельные вегетативные больные способны мыслить, они совсем даже не «овощи» и могут отвечать на вопросы. У них отсутствует речь, их бесполезно просить моргнуть два раза, но Оуэн догадался взглянуть на их мозг с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Он положил 29-летнего пациента в сканер и задал ему ряд вопросов: если тот хотел ответить «да», ему следовало вообразить игру в теннис; если «нет» — то мысленно ходить по своему дому. Мозг в этих случаях у здоровых людей активируется по-разному, на ФМРТ это видно. Так пациент ответил верно на пять вопросов подряд. 

Позже Оуэн разговорил еще нескольких вегетативных больных и заставил медиков задуматься, насколько надежны их методы диагностики. В 2019 году в знак признания этих заслуг он решением кабинета министров стал офицером ордена Британской империи. Однако помимо прямой помощи пациентам у экспериментов Оуэна был и более глубокий смысл. В недавно изданной книге «Внутри серой зоны» (Into the Gray Zone) он пишет: «Я понял, что, исследуя серую зону, мы на самом деле изучали, что значит быть живым. Мы изучали границу между жизнью и смертью. Мы были прямо в эпицентре попыток выяснить разницу между телом и человеком, разницу между мозгом и разумом».

На каком этаже находится сон

Измерение присутствия сознания у пациентов не только медицинский вопрос. На более фундаментальном уровне это попытка определить, кого мы считаем личностью, человеком. Со времен известного спора Платона и Диогена мы укротили атом и вырвались в космос, но в понимании самих себя вряд ли бы сильно впечатлили древних греков. 

У человека, скептически относящегося к философским спорам, может возникнуть практический вопрос: зачем это необходимо понимать? Хотя бы затем, что в вопросах прав личности и ответственности есть слепые пятна — например, связанные с абортами, эвтаназией или сложными для интерпретации случаями, когда мужчина, страдающий лунатизмом, садится во время «сна» в машину, приезжает в дом родителей жены и убивает тещу, а затем «просыпается», идет в полицию и признается, что ничего не помнит. И суд его оправдывает. 

И хотя бы затем, что пусть не скоро, но в обозримом будущем у нас в руках окажутся инструменты, способные направленно и глубоко изменять природу человека; это, прежде всего, генная инженерия и нейротехнологии. А еще в наш мир придут мыслящие нейросети, роботы с богатой «психикой», которая будет созревать в обучении. И, возможно, мы пересмотрим наше отношение к животным, если узнаем, что и как они осознаю́т. Словом, это не блажь и не праздное любопытство философа — это способ наименее болезненно войти в новую эпоху, где веками выработанные приемы и нормы перестают действовать.

Оуэн признает, что его способ искать сознание грубоват. Он не сработает, если больной не услышал, не понял, что от него требуется, если у него нарушены волевой контроль или способность к воображению. Оуэн видел много тяжелых пациентов и знает, что сознание может быть спутанным, неполным, фрагментированным. И он все больше убеждается в том, что модель уровней сознания, от глубокой комы до ясного бодрствования (например, от 0 до 100 как в BIS или от 3 до 15 как в шкале комы Глазго) не отражает реальности. Вместе с коллегами он написал статью, где говорит: все известные нам состояния сознания неверно просто выстраивать в ряд этажами выше/ниже. Они соотносятся более сложным образом.

Скажем, обычный сон с быстрым движением глаз и легкая степень седации, вызванная введением пропофола, — какое из состояний более сознательно? Очевидного ответа тут нет. Скорее по одним признакам сон будет «выше», по другим — наоборот. Как пишут авторы статьи, это сродни попыткам сравнивать экономики стран или же интеллект людей по одному параметру — можно, но не очень информативно. Их основная идея в том, что состояния сознания не одномерны, для их правильного сравнения нужно учитывать разные свойства, и тогда мы получим уже не шкалу, а пространство.

Сознание в 3D

С лабораторией Оуэна много лет сотрудничают неврологи Льежского университета. При университете есть огромная больница, она ежегодно принимает до 80 тысяч госпитализируемых, и туда со всей Европы привозят больных, находящихся в той самой «серой зоне» сознания. Их обследуют ученые из отдела с говорящим названием: научная группа комы. Руководит группой профессор Стивен Лорейс, который в начале 2020 года получил премию в один миллион евро от Фонда короля Бодуэна за многолетние исследования людей с серьезными повреждениями мозга. Пациенты Лорейса нередко участвовали и в их совместных исследованиях с Оуэном. 

В январе 2020-го группа из Льежа опубликовала статью, название которой можно перевести как «Околосмертные переживания как зонд для исследования (отсоединенного) сознания». Речь идет о клинической смерти, после которой люди приходят в себя и говорят, что были в сознании и испытывали характерные психосоматические ощущения, например выходили из тела или видели темный туннель со светом в конце. Чаще всего это происходит при остановке сердца, но похожий опыт случается и без угрозы для жизни — во время медитации или обморока.

Авторы пишут, что это состояние отлично от прочих ситуаций, когда люди «отключаются» или галлюцинируют. В околосмертном переживаниии (это вполне устоявшийся научный термин) человек не бодрствует, не воспринимает внешний мир, но сознание его ясное, с довольно богатым содержанием и памятью — яснее, чем при осознанном сновидении, например, хотя состояния кажутся схожими. Здесь мы имеем редкий случай изолированного сознания: почти полной осознанности при полном отключении от реальности. Для ученых это сочетание может пролить свет на устройство сознания, и его аналог можно воспроизвести без ущерба здоровью в лаборатории.

Но статья примечательна прежде всего тем, что авторы показали, как могло бы выглядеть то самое пространство состояний, которое имел в виду Оуэн. Они взяли три ключевых признака — бодрствование, внутреннее осознание, связь с внешним миром — и представили их в виде трех осей координат. Разные состояния сознания размещены внутри трехмерного объема в зависимости от того, насколько в них выражен каждый из признаков.


Картинки по запросу "Предсмертные переживания, кома и осознанные сновидения — это острова в трехмерном"



Трехмерная классификация, предложенная бельгийскими учеными. У здорового бодрствующего человека все признаки — бодрствование, внутреннее осознание, связь с внешним миром — максимальны, тогда как в коме и глубоком наркозе они близки к нулю.

Здесь уже нет единой шкалы, картина становится сложнее и интереснее. Авторы включили в предложенную схему далеко не все известные состояния, и признаков-осей может быть куда больше. Но они наглядно показали логику, в которой сознание предстает многомерной концепцией, а разные его состояния можно рассматривать как области в многомерном пространстве. Идея обещает стать продуктивной, так как позволяет ученым ставить нетривиальные вопросы. 

Например, вопрос о том, что может быть в пустотах? Там вовсе нет состояний или же новые состояния сознания гипотетически могут быть предсказаны и открыты подобно тому, как добавлялись элементы в таблицу Менделеева? Любое состояние связано с активностью мозга, и, быть может, не все сочетания признаков мозг способен поддерживать. Или же признаки могут хитро зависеть друг от друга, и тогда некоторые области будут пустыми или, по крайней мере, недоступными для таких существ, как мы. 

Возможно, есть своего рода «трение» при переходе между разными состояниями, и мозг выбирает более легкие переходы, и тогда будет полезно обратиться к физическим моделям, где его активность описана в терминах хаоса, аттракторов, локальных максимумов, критических режимов и так далее. Тогда, вероятно, врачи научатся снижать «трение» и выводить людей из таких хронических состояний — например, в больнице Лиона с помощью стимуляции блуждающего нерва пробудили сознание у пациента, который пробыл в вегетативном состоянии 15 лет. Но пока это очень редкая удача, и к полноценной жизни он так и не вернулся. 

Еще любопытно, как возникают химерные состояния сознания и сколько их. Словом, вопросы могут быть разные, а в науке правильный вопрос едва ли не важнее ответа. Но уже сейчас картография сознания, которой занялись ученые, помогает увидеть, насколько мы сложнее и объемнее, чем привыкли о себе думать в рутине повседневности. Ведь психика каждого из нас — это не одна область в пространстве, а вся их совокупность, включая скрытые, неизвестные состояния и присущие им режимы работы мозга. Нужно лишь научиться удерживать себя в траектории самых продуктивных и не застревать в опасных и губительных. Возможно, со временем наука еще и подскажет, как этого достичь.

Автор Денис Тулинов

                                                                                                                                  
Делясь ссылкой на статьи и новости Похоронного Портала в соц. сетях, вы помогаете другим узнать нечто новое.
18+

Яндекс.Метрика