Kas yra sąmonė ir kaip ji kyla iš fizinio smegenų audinio – vienas sudėtingiausių šiuolaikinio mokslo ir filosofijos klausimų. Masačusetso technologijos instituto (MIT) tyrėjai siūlo naują būdą priartėti prie šios paslapties: neinvazinę giluminių smegenų struktūrų stimuliaciją ir tyrimą koncentruotais, per kaukolę skverbiančiais ultragarsais.
Ši technologija gali padėti geriau suprasti, kurios smegenų sritys yra būtinos sąmoningam suvokimui ir kaip apskritai veikia mūsų sąmonė.
Žmonės nuo seno bando suprasti, iš kur kyla sąmonė ir kas ji apskritai yra. Kol kas neturime įtikinamo atsakymo. Nors kiekvienas iš mūsų patiria sąmonę ir daugiau ar mažiau geba atpažinti, kurios gyvos būtybės jos turi, pati sąmonės prigimtis išlieka didele mokslo mįsle. Priėmus prielaidą, kad sąmonė yra smegenų veiklos produktas, lieka neaišku, kaip elektrocheminiai procesai smegenyse „išverčiami“ į mintis, jausmus ir pojūčius.
Šiuo metu atsirado naujas įrankis, galintis mus priartinti prie šios paslapties įminimo. Jis aprašomas straipsnyje „Transcranial focused ultrasound for identifying the neural substrate of conscious perception“ („Koncentruotas per kaukolę skverbiantis ultragarsas sąmoningo suvokimo neuriniam pagrindui nustatyti“).
Nors pati technologija naudojama jau kelerius metus, iki šiol ji nebuvo taip nuodugniai tirta. Jos išskirtinumas tas, kad tai neinvazinis metodas, galintis pasiekti gilumines smegenų sritis ir suteikiantis didesnę erdvinę raišką nei kitos per kaukolę taikomos stimuliacijos technologijos, įskaitant magnetinę ir elektrinę stimuliaciją.
„Per kaukolę taikomas koncentruotas ultragarsas leis stimuliuoti skirtingas sveikų žmonių smegenų dalis taip, kaip anksčiau buvo neįmanoma“, – aiškina MIT mokslininkas Danielis Freemanas, vienas iš tyrimo autorių. Jo kolega, sąmonę tiriantis filosofas Matthiasas Michelis, priduria, kad „yra labai nedaug patikimų būdų manipuliuoti smegenų aktyvumu, kurie būtų ir saugūs, ir veiksmingi“. Pasak mokslininkų, tFUS (transcranial focused ultrasound stimulation) – būtent toks metodas.
„Tai naujas įrankis, todėl iš tikrųjų dar nežinome, kiek jis pasiteisins. Tačiau jaučiu, kad rizika nedidelė, o potenciali nauda – didžiulė. Kas nenorėtų eiti šiuo keliu?“ – retoriškai klausia D. Freemanas.
Mokslininkai mėgins išsiaiškinti, iš kur kyla sąmonė ir kaip ji veikia
Šio metodo neinvazyvumas itin svarbus, nes smegenų tyrimai dažniausiai atliekami su gyvais ir sveikais savanoriais, kurių smegenų pažeisti negalima. Be invazinių metodų pasiekti gilesnes struktūras kartu tiksliai ir saugiai yra labai sunku. Šiuo metu dažniausiai naudojamos išorinės vaizdinimo technologijos, tokios kaip MRT (magnetinio rezonanso tomografija) ar EEG (elektroencefalografija).
Per kaukolę taikomi koncentruoti ultragarsai taip pat nieko nepažeidžia. Tai akustinės bangos, kurios praeina pro kaukolę ir susitelkia kelių milimetrų skersmens srityje. Tokia fokusuota energija leidžia tiksliai veikti konkrečią smegenų struktūrą ir stebėti jos funkciją.
Tyrimo autoriai tikisi, kad naudodamiesi tFUS galės tyrinėti smegenų „substratą“ – fiziologinį sąmonės pagrindą. Jie viliasi, kad šis įrankis padės atsakyti į vis dar atvirus klausimus, esančius tarp neurologijos ir filosofijos. Pavyzdžiui: kokį vaidmenį sąmoningame suvokime atlieka prefrontalinė žievė, koks yra požievinių struktūrų indėlis į sąmonės generavimą, ar sąmoningas suvokimas kyla iš globalaus daugelio smegenų sričių apdorojimo, ar jis generuojamas kuriame nors konkrečiame smegenų regione.
Jei sąmonė iš tiesų yra globalus reiškinys, išlieka klausimas: kaip aktyvumas tolimose smegenų srityse susijungia ir suformuoja vieningą patirtį? Tyrimai, taikant tFUS, taip pat turėtų parodyti, ar ši technologija apskritai tinka skirtingoms sąmonės hipotezėms tikrinti.
Šie klausimai yra vieni svarbiausių šiuolaikinės neuromokslo ir dalies proto filosofijos tyrimų objektų. Kol kas neaišku, kuriuos iš jų MIT tyrėjai pasirinks pirmajam eksperimentų etapui – kol kas įvardytos labiau galimų bandymų kryptys.
Kaip praktiškai galima eksperimentuoti su ultragarsu? Šis įrankis leidžia tirti požievinius neuroninius tinklus ir suprasti, kaip jie susiję su sąmoningu patyrimu. Pavyzdžiui, moduliuodami tam tikrų smegenų sričių aktyvumą regimųjų dirgiklių eksperimento metu, mokslininkai gali nustatyti, kurios smegenų sritys yra būtinos sąmoningai minčiai susiformuoti.
Panašiai galima tirti ir skausmo ar kitų pojūčių ryšį su sąmoningumu. Tai nėra trivialus klausimas: refleksinis rankos atitraukimas nuo skausminio dirgiklio vyksta automatiškai, ir dar nėra aišku, kiek šiame procese dalyvauja sąmonė. Jei šioje srityje pavyks padaryti proveržį, tokios žinios galėtų padėti kuriant naujus skausmo gydymo metodus.
Sąmoningas suvokimas neapima visko: kam mums pasąmonė?
MIT mokslininkai pabrėžia, kad ne kiekvienas elektrinis įvykis smegenyse turi sąmoningą atitikmenį. Tai patvirtina, pavyzdžiui, garsūs sprendimų priėmimo eksperimentai, kuriuose sprendimas smegenyse susiformuodavo net keliomis sekundėmis anksčiau, nei žmogus suvokdavo, kad nusprendė. Mums tik atrodo, kad daugumą sprendimų priimame sąmoningai, tačiau, tikėtina, didžioji dalis smegenų procesų vyksta pasąmonėje arba ikisąmoniniame lygyje.
Tai galima aiškinti evoliucija: žmogaus smegenys, kaip ir kitų gyvūnų, evoliucionavo tam, kad padėtų išgyventi – rasti maisto ir išvengti pavojų priešistorinėje aplinkoje. Jos nėra pritaikytos sąmoningai apdoroti visos gaunamos informacijos, ypač šių dienų perteklinio dirgiklių srauto. Jei sąmoningai suvoktume viską, tai greičiausiai baigtųsi psichinės sveikatos problemomis. Todėl didelė dalis informacijos filtruojama – pirmiausia pagal tai, kas kadaise buvo svarbu išlikimui, o ne būtinai šiandien.
Kai kurie žmonės sugeba išplėsti sąmoningo suvokimo ribas įvairiomis praktikomis; kiti turi išskirtinių natūralių gebėjimų. Savantai, pavyzdžiui, gali akimirksniu įsiminti milžiniškus informacijos kiekius ar skaityti dvi puslapių skiltis vienu metu. Mūsų kasdienę percepciją apriboja ne tik prasminiai filtrai, bet ir pačių jutimo organų galimybės.
Mūsų pojūčiai registruoja tik siaurą dažnių intervalą (pavyzdžiui, matomos šviesos ir girdimų garsų spektrą), o nemažos dalies kitų gyvūnų turimų „jutimų“ apskritai neturime. Taigi apdorojame tik nedidelį realybės fragmentą, kuris tikrai nėra visuma.
Iš to kyla išvada, kad mūsų pažinimas ir suvokimas yra subjektyvūs. „Daiktų pačių savaime“ (be mūsų suvokimo filtrų) mes tiesiogiai nepažįstame. Moksliniai instrumentai leidžia išplėsti mūsų akiratį, tačiau galutiniame rezultate vis tiek kuriame vidines sąvokas ir vaizdinius. Net tai, ką matome ar girdime, yra smegenų sukonstruotas „vaizdas“, ir mes negalime būti tikri, kad kiti žmonės patiria šiuos pojūčius visiškai taip pat.
Be to, matymas taip pat gali vykti be sąmoningo suvokimo. Net jei regos sistema funkcionuoja ir perduoda informaciją į smegenis, kurios iš šių duomenų formuoja vidinį atvaizdą, tai dar nereiškia, kad šis vaizdas pasiekia sąmonę. Kaip aiškina Danielis Freemanas iš MIT, „vienas dalykas yra pasakyti, ar neuronai reagavo elektriškai, o visai kas kita – pasakyti, ar žmogus pamatė šviesą“.
