Великий Фрэнсис Крик ошибался. Его гипотеза о месте сознания в мозге, вероятно, опровергнута
Клауструм, видимо, не то место, где находится сознание. Но поиски продолжаются
Под внешней корой головного мозга находится область, известная как клауструм, по-русски она называется «ограда». Давно известно, что эта область обменивается сигналами с большей частью коры, отвечающей за сложные когнитивные задачи и принятие решений. Из-за обширных связей клауструма легендарный ученый Фрэнсис Крик, нобелевский лауреат, прославившийся открытием структуры ДНК (вместе с Джеймсом Уотсоном), предположил в 2005 году, что клауструм является тем самым регионом мозга, где находится сознание. Согласно гипотезе Крика эта область мозга обеспечивает осознание человеком самого себя.
Исследователи из Медицинской школы Университета Мэриленда в своей новой работе утверждают, что Крик, скорее всего, ошибался. Ученые разработали теорию, основанную на данных нейробиологических экспериментов, согласно которой роль клауструм в мозге совсем другая: он ведет себя, скорее, как высокоскоростной интернет-маршрутизатор. Клауструм получает команды от тех областей коры головного мозга, которые формируют решения сложных задач, передает данные и координирует работу.
Понимание того, как мозг формирует и координирует нейросети коры с помощью клауструма, очень важно, поскольку рассогласование в работе сетей является типичным признаком многих расстройств, таких как наркомания, болезнь Альцгеймера и шизофрения. Понимание этих процессов поможет разработать более эффективные методы лечения этих расстройствах.
Опровержение гипотезы Фрэнсиса Крика
«Мозг — самая сложная система во Вселенной», — сказал Брайан Матур, ведущий автор работы. — «Клауструм — самая тесно связанная со многими нейросетями коры структура в мозгу. Поэтому клауструм является окном в загадку мозга и разума».
Стремясь определить точную роль клауструма, доктор Матур и его коллеги провели серию экспериментов как на животных, так и на людях. В одном эксперименте использовались современные нейробиологические подходы для отключения клауструма у мышей, находящихся в сознании. Мыши с отключенным клауструмом не теряли сознания и продолжали нормально бегать. Это был первый удар по гипотезе Крика.
Затем исследователи давали мышам простые или сложные задачи и сравнивали, как они реагировали, когда клауструм был выключен. Здоровая мышь успешно справляется как с простыми, так и со сложными задачами. Но когда исследователи выключили клауструм, мыши перестали справляться со сложными задачами.
Ученые задались вопросом: а как клауструм работает у человека? Они провели исследование, в ходе которого велось функциональное МРТ-сканирование мозга здоровых добровольцев, которые выполняли простые или сложные когнитивные задачи. Исследователи заметили, что клауструм участников эксперимента «загорался» только при выполнении сложных заданий. То есть клауструм активировался, только тогда, когда для решения было необходимо участие и координация работы многих регионов коры. При этом участники эксперимента постоянно находились в сознании. Это был второй удар по гипотезе сознания, предложенной Фрэнсисом Криком.
Доктор Матур сказал, что третий удар еще предстоит. Матур и его коллеги попытаются понять, как клауструм учится и адаптируется к настройке нейросетей в коре.
«Понимание того, как мозг формирует и координирует нейросети с пмощью клауструма — необходимо для лечения снижения когнитивных функций, которое происходит при зависимостях, болезни Альцгеймера и шизофрении», — сказал соавтор работы Марк Т. Гладвин.
Доктор Матур добавил: «Наша гипотеза дает нам концептуальную основу для разработки новых терапевтических стратегий».