كيف ينشأ الوعي في الدماغ؟

بالعربي/ لقد تعلم البشر السفر عبر الفضاء ، والقضاء على الأمراض وفهم الطبيعة على مستوى ضئيل للغاية من الجسيمات الأساسية. ومع ذلك ، ليس لدينا أي فكرة عن كيفية نشوء الوعي – قدرتنا على تجربة العالم والتعرف عليه بهذه الطريقة وإبلاغ الآخرين عنه – في الدماغ.

في الواقع ، بينما كان العلماء منشغلين بفهم الوعي لعدة قرون ، فإنه يظل أحد أهم الأسئلة التي لم تتم الإجابة عنها في علم الأعصاب الحديث. الآن دراستنا الجديدة ، المنشورة في Science Advances ، تلقي الضوء على الغموض من خلال الكشف عن الشبكات في الدماغ التي تعمل عندما نكون واعين.

إنه ليس مجرد سؤال فلسفي. إن تحديد ما إذا كان المريض “واعيًا” بعد تعرضه لإصابة شديدة في الدماغ يمثل تحديًا كبيرًا لكل من الأطباء والعائلات الذين يحتاجون إلى اتخاذ قرارات بشأن الرعاية. بدأت تقنيات تصوير الدماغ الحديثة في رفع حالة عدم اليقين هذه ، مما يمنحنا رؤى غير مسبوقة في الوعي البشري.

على سبيل المثال ، نعلم أن مناطق الدماغ المعقدة بما في ذلك قشرة الفص الجبهي أو الطليعة ، المسؤولة عن مجموعة من الوظائف الإدراكية العليا ، تشارك عادةً في التفكير الواعي. ومع ذلك ، فإن مناطق الدماغ الكبيرة تفعل أشياء كثيرة. لذلك أردنا معرفة كيف يتم تمثيل الوعي في الدماغ على مستوى شبكات معينة.

السبب في صعوبة دراسة التجارب الواعية هو أنها داخلية تمامًا ولا يمكن للآخرين الوصول إليها. على سبيل المثال ، يمكننا أن ننظر إلى نفس الصورة على شاشاتنا ، لكن ليس لدي طريقة لمعرفة ما إذا كانت تجربتي في رؤية تلك الصورة تشبه تجربتك ، ما لم تخبرني عنها. يمكن للأفراد الواعين فقط امتلاك تجارب ذاتية ، وبالتالي فإن الطريقة الأكثر مباشرة لتقييم ما إذا كان شخص ما واعيًا هي مطالبتهم بإخبارنا عنها.

لكن ماذا سيحدث إذا فقدت قدرتك على الكلام؟ في هذه الحالة ، لا يزال بإمكاني أن أطرح عليك بعض الأسئلة وربما يمكنك التوقيع على إجاباتك ، على سبيل المثال عن طريق إيماء رأسك أو تحريك يدك. بالطبع ، لن تكون المعلومات التي سأحصل عليها بهذه الطريقة غنية ، ولكن سيظل كافياً بالنسبة لي أن أعرف أن لديك بالفعل تجارب. إذا لم تكن قادرًا على تقديم أي ردود ، فلن يكون لدي طريقة لمعرفة ما إذا كنت واعيًا وربما أفترض أنك لست كذلك.

البحث عن شبكات

حددت دراستنا الجديدة ، وهي نتاج تعاون عبر سبعة بلدان ، بصمات الدماغ التي يمكن أن تشير إلى الوعي دون الاعتماد على التقرير الذاتي أو الحاجة إلى مطالبة المرضى بالانخراط في مهمة معينة ، ويمكن أن تفرق بين المرضى الواعين وغير الواعين بعد الدماغ إصابة.

عندما يتضرر الدماغ بشدة ، على سبيل المثال في حادث مروري خطير ، يمكن أن ينتهي الأمر بالناس في غيبوبة. هذه حالة تفقد فيها قدرتك على أن تكون مستيقظًا ومدركًا لما يحيط بك وتحتاج إلى دعم ميكانيكي للتنفس. عادة لا تستمر أكثر من بضعة أيام. بعد ذلك ، يستيقظ المرضى أحيانًا ولكن لا يظهرون أي دليل على وجود أي وعي بأنفسهم أو بالعالم من حولهم – وهذا ما يُعرف باسم “الحالة النباتية”. الاحتمال الآخر هو أنهم يظهرون دليلاً فقط على حد أدنى جدًا من الوعي – يشار إليه باسم حالة الحد الأدنى من الوعي. بالنسبة لمعظم المرضى ، هذا يعني أن دماغهم لا يزال يدرك الأشياء لكنهم لا يختبرونها. ومع ذلك ، فإن نسبة صغيرة من هؤلاء المرضى واعين بالفعل ولكنهم ببساطة غير قادرين على إنتاج أي استجابات سلوكية .

استخدمنا تقنية تُعرف باسم التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) ، والتي تسمح لنا بقياس نشاط الدماغ وطريقة “تواصل” بعض المناطق مع الآخرين. على وجه التحديد ، عندما تكون منطقة الدماغ أكثر نشاطًا ، فإنها تستهلك المزيد من الأكسجين وتحتاج إلى إمدادات دم أعلى لتلبية متطلباتها. يمكننا اكتشاف هذه التغييرات حتى عندما يكون المشاركون في حالة راحة وقياس مدى اختلافها عبر المناطق لإنشاء أنماط من الاتصال عبر الدماغ.

استخدمنا الطريقة على 53 مريضًا في حالة إنباتية ، و 59 شخصًا في حالة الحد الأدنى من الوعي و 47 مشاركًا يتمتعون بصحة جيدة. جاءوا من مستشفيات في باريس ولييج ونيويورك ولندن وأونتاريو. تم تشخيص المرضى من باريس ولييج ونيويورك من خلال تقييمات سلوكية موحدة ، مثل مطالبتهم بتحريك يد أو طرفة عين. في المقابل ، تم تقييم المرضى من لندن باستخدام تقنيات تصوير الدماغ المتقدمة الأخرى التي تتطلب من المريض تعديل دماغه لإنتاج استجابات عصبية بدلاً من الاستجابات المادية الخارجية – مثل تخيل تحريك اليد بدلاً من تحريكها في الواقع.

وجدنا نمطين رئيسيين للتواصل عبر المناطق. يعكس المرء ببساطة الروابط الفيزيائية للدماغ ، مثل الاتصال فقط بين أزواج من المناطق التي لها ارتباط مادي مباشر بينهم. شوهد هذا في المرضى الذين ليس لديهم خبرة واعية تقريبًا. يمثل أحدهما تفاعلات ديناميكية معقدة للغاية على مستوى الدماغ عبر مجموعة من 42 منطقة دماغية تنتمي إلى ست شبكات دماغية لها أدوار مهمة في الإدراك (انظر الصورة أعلاه). كان هذا النمط المعقد موجودًا تقريبًا فقط عند الأشخاص الذين لديهم مستوى معين من الوعي.

الأهم من ذلك ، اختفى هذا النمط المعقد عندما كان المرضى تحت التخدير العميق ، مما يؤكد أن أساليبنا كانت بالفعل حساسة لمستوى وعي المريض وليس تلف الدماغ العام أو الاستجابة الخارجية.

مثل هذا البحث لديه القدرة على أن يؤدي إلى فهم كيف يمكن أن تلعب المؤشرات الحيوية الموضوعية دورًا حاسمًا في اتخاذ القرارات الطبية. في المستقبل ، قد يكون من الممكن تطوير طرق لتعديل هذه التوقيعات الواعية خارجيًا واستعادة درجة معينة من الوعي أو الاستجابة لدى المرضى الذين فقدوها ، على سبيل المثال باستخدام تقنيات تحفيز الدماغ غير الغازية مثل التحفيز الكهربائي عبر الجمجمة . في الواقع ، في مجموعتي البحثية في جامعة برمنغهام ، بدأنا استكشاف هذا الطريق.

ومن المثير أن البحث يأخذنا خطوة أقرب إلى فهم كيفية نشوء الوعي في الدماغ. مع وجود المزيد من البيانات حول التواقيع العصبية للوعي لدى الأشخاص الذين يعانون من حالات متغيرة مختلفة من الوعي – بدءًا من أخذ المخدر إلى تجربة  الأحلام الواضحة – قد نحل اللغز يومًا ما.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com