Впервые нейроучёные наблюдали, как глубокие структуры мозга активируются в момент осознания собственных мыслей — явления, известного как сознательное восприятие.

Хотя наш мозг постоянно получает информацию через зрение, слух и другие ощущения, лишь малая часть этих данных достигает нашего сознания — например, когда мы замечаем вкус шоколада или слышим, как кто-то зовёт нас по имени. Долгое время исследователи связывали это осознание преимущественно с корой головного мозга — его наружным слоем. Но что же происходит в более глубоких областях?

Изучение этих внутренних структур всегда было сложной задачей из-за необходимости инвазивных процедур и трудностей с созданием надежных моделей на животных. Тем не менее, исследование этих зон может значительно расширить наше понимание сознания за пределами поверхности мозга.

«Исследования сознания долгое время вызывали скептицизм», — говорит Лиад Мудрик, нейроучёный из Тель-Авивского университета. — «Но прогресс в научных методах теперь позволяет изучать этот феномен более системно».

Таламус: центральный игрок в осознании

Новое исследование, опубликованное в журнале Science группой под руководством Минша Чжана из Пекинского педагогического университета, сфокусировалось на таламусе — центральной области мозга, известной управлением сенсорными данными и рабочей памятью. Долгое время предполагалось, что именно таламус участвует в том, что мы осознаём.

В исследовании участвовали пациенты, проходившие лечение от хронических головных болей. Им имплантировали тонкие электроды глубоко в мозг — редкая возможность для учёных отслеживать активность нейронов в реальном времени во время выполнения задач, требующих сознательного восприятия.

Испытуемым показывали мерцающие иконки на экране и просили двигать глазами определённым образом в зависимости от того, видели они иконку или нет. Визуальный стимул был рассчитан так, чтобы сознательно восприниматься примерно в 50% случаев — это позволяло измерять реакцию мозга как на осознанную, так и на неосознанную обработку.

Скоординированный ответ

Результаты оказались впечатляющими. Когда участники осознавали появление иконки, активность таламуса и префронтальной коры не только усиливалась, но и возникала раньше — особенно в таламусе. Эти сигналы также синхронизировались между двумя областями, что говорит о том, что таламус может играть роль «привратника», контролирующего, какие мысли и восприятия попадают в сознание.

«Такой уровень скоординированной активности между регионами — редкость», — отмечает Кристофер Уайт, нейроучёный из Сиднейского университета. — «Это первые в истории записи в реальном времени у людей во время задач, напрямую связанных с сознанием».

Подтверждение на животных

Эти результаты согласуются с предыдущими исследованиями на животных. В 2020 году было показано, что при обнаружении мышами слабого движения усов активность в коре мозга связана с проекциями в более глубокие области, такие как таламус. Эта закономерность указывает на более широкую и взаимосвязанную систему, лежащую в основе сознательного опыта.

Мудрик называет новое исследование «одним из самых детальных изучений роли таламуса в сознании», хотя отмечает, что пока не ясно, отражает ли зарегистрированная активность истинный опыт сознания или повышенное внимание к стимулам.

Что дальше?

Команда Чжана планирует расширить исследования, привлекая больше участников и проводя более подробные эксперименты на макаках, чтобы глубже понять, как сознание возникает из нейронных цепей.

Таламус, который раньше считался лишь станцией передачи информации, сейчас становится потенциальным ключом к одному из самых загадочных вопросов науки: как мозг осознаёт самого себя.