Проблема сознания остается одной из самых сложных загадок науки, так как до сих пор неясно, каким образом физическая материя мозга порождает субъективные ощущения. Традиционные методы, такие как МРТ или ЭЭГ, позволяют лишь наблюдать за активностью мозга, но не дают возможности напрямую влиять на него без хирургического вмешательства.
Новый ультразвуковой инструмент может рассказать нам, как работает сознание
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) представили инновационную стратегию изучения природы человеческого сознания с помощью транскраниального сфокусированного ультразвука. Ученые разработали детальный план экспериментов, позволяющих безопасно и точно воздействовать на глубокие структуры мозга для выявления механизмов возникновения мыслей и чувств.
Транскраниальный фокусированный ультразвук, неинвазивный инструмент визуализации мозга, изображенный на иллюстрации, может помочь исследователям получить новые знания о человеческом сознании. MIT News. Рисунок авторов работы
Причина или совпадение. При изучении сознания трудно отличить причинно-следственную связь и случайную корреляцией. Когда человек видит свет, приборы фиксируют активность нейронов, но это не доказывает, что именно эти нейроны создают ощущение света — они могут просто реагировать на него. Сфокусированный ультразвук позволяет временно «включать» или «выключать» микроскопические участки мозга. Если при стимуляции зоны человек «видит» вспышку без реального света, значит, найден прямой источник сознательного опыта.
Новая технология, опубликованная в журнале Neuroscience and Biobehavioral Reviews, позволяет направлять акустические волны сквозь череп в конкретные зоны размером всего в несколько миллиметров. Это дает исследователям уникальный инструмент для установления причинно-следственных связей между работой нейронных цепей и формированием восприятия.
Схема ультразвукового воздействия на мозг.
Как отмечает соавтор работы Даниэль Фриман: «Транскраниальный сфокусированный ультразвук позволит стимулировать различные части мозга у здоровых испытуемых методом, который раньше был просто невозможен». Благодаря высокой точности, этот метод позволяет проверять гипотезы о том, где именно рождается чувство боли, зрительный образ или сложная человеческая мысль.
Путь к пониманию субъективного опыта
Разработанная учеными «дорожная карта» направлена на разрешение давнего спора между двумя концепциями сознания. Когнитивисты полагают, что осознанный опыт требует участия высших психических процессов и лобной коры. Сторонники альтернативного подхода считают, что сознание может возникать локально в подкорковых структурах или задней части коры без сложной интерпретации.
Устройство транскраниального фокусированного ультразвука компании BrainSonix.
Ультразвуковая модуляция активности мозга поможет понять, является ли активность в той или иной зоне причиной возникновения сознания или лишь его побочным эффектом. Начать исследование ученые планируют с изучения зрительного восприятия, постепенно переходя к более сложным когнитивным функциям.
Ученые надеются, что вмешательство в работу глубоких отделов мозга поможет выяснить, как разрозненные сигналы объединяются в единый поток человеческого опыта. Новый метод открывает перспективы не только для фундаментальной науки, но и для разработки новых методов терапии, воздействующих на саму основу нашего восприятия реальности.