Исследования сознания с применением ТМС
В недавнем исследовании, статью о котором опубликовали в Science, к сочетанию ТМС и электроэнцефалографии (ЭЭГ) высокой плотности обратились для того, чтобы выяснить, могут ли изменения в коре головного мозга играть роль в потере сознания во время глубокого сна без сновидений (без БДГ), пока мозг остается активным [21]. У людей не остается воспоминаний об этой фазе глубокого сна, в то время как сновидения, относящиеся к БДГ-фазе сна, они помнят. Несмотря на измеримую активность мозга, обычно люди не испытывают состояния сознания во время фаз сна без БДГ.
Исследования показали, что во время такого глубокого сна без сновидений начальная реакция на ТМС была обостренной, но сигнал быстро угасал в нескольких миллиметрах от темени. Электромагнитный сигнал не распространялся за пределы участка стимуляции. В то же время когда аналогичное исследование проводили в дневное время, в состоянии бодрствования, за начальной реакцией (15 миллисекунд) последовал ряд волн, распространившихся на другие области коры и некоторые глубинные структуры, удаленные на расстояние нескольких сантиметров. В исследовании был сделан вывод, что несмотря на электромагнитную активность в мозге во время глубокого сна, связь между разными областями коры головного мозга нарушается. Эти разрывы связи между нейронными сетями вызывают потери сознания. Но когда связи между разными участками коры головного мозга и между корой и таламусом функционируют исправно, обмен информацией возможен благодаря свойствам интеграции и дифференциации системы. По-видимому, такой обмен информацией является одним из условий наличия сознания [22].
Последнее также было продемонстрировано в исследованиях с применением ПЭТ, чтобы объяснить бессознательное состояние во время общего наркоза, при котором активность мозга фиксируется, но (бодрствующее) сознание отсутствует. Эти исследования, результаты которых были недавно опубликованы в Science и других журналах, также показывают, что функционирующая система связи между различными нейронными сетями и сбор информации являются обязательным условием для наличия (бодрствующего) сознания, поскольку во время общей анестезии работа проводящих путей, – в частности между таламусом и корой головного мозга, – как выяснилось, нарушена [23]. И это непременное условие не соблюдается во время остановки сердца, при общей анестезии и во время глубокой фазы сна.
То, что надлежащая связь внутри мозга необходима для наличия сознания, также было продемонстрировано в ходе исследования с участием людей, которых будили в фазе глубокого сна. Процесс погружения в глубокий сон, который, как показывает ТМС, подразумевает потерю связи между определенными нейронными сетями, при пробуждении развивается в обратном направлении. В упомянутом исследовании изучался порядок, в котором центры мозга вновь активировались после сна в первые пять и в первые двадцать минут после пробуждения. Во время первых пяти минут активность в стволе головного мозга и таламусе усилилась, затем, чуть позднее, то же самое произошло с активностью в префронтальной коре. Авторы исследования сделали вывод, что процесс осознания самого себя и своего окружения после сна опирается на процесс реорганизации в мозге, охватывающий восстановление рабочих связей между вышеупомянутыми центрами. Этим центрам требуется функционировать в виде единой сети, чтобы способствовать опыту сознания [24].
Во время остановки сердца кора головного мозга, таламус, гиппокамп и ствол мозга, а также все связи между ними перестают функционировать, как мы уже видели, и это препятствует информационной интеграции и дифференциации – обязательному условию для связи и вместе с тем – для наличия сознания. Опыт сознания должен быть невозможным во время остановки сердца. Вся измеримая электрическая активность в мозге при этом угасает, все телесные и стволовые рефлексы пропадают. И тем не менее в этот период полной дисфункции некоторые люди испытывают обострение и расширение сознания, известное под названием ОСО.
Мозг, емкость хранилища информации и память
Согласно современным знаниям, сознание нельзя свести к активности и процессам в мозге. Крайне маловероятно, чтобы мысли и эмоции создавались клетками мозга. Ранее мы обращались к влиянию электромагнитных полей на сознание, а также к тому факту, что обмен информацией между стволом и корой головного мозга является обязательным условием для наличия сознания. Отсюда логически вытекает вопрос о том, как воспоминания всей жизни человека могут храниться, а затем вызываться из памяти вместе с ассоциирующимися с ними эмоциями. Как можно объяснить кратковременную и долговременную память? Как и где в мозге хранится это в буквальном смысле неограниченное количество информации? И как эта информация может быть доступной постоянно?