Η συνείδηση παραμένει ένα από τα πιο δύσκολα επιστημονικά ερωτήματα: πώς η φυσική ύλη του εγκεφάλου μετατρέπεται σε σκέψεις, συναισθήματα και αισθήσεις. Μια νέα τεχνολογία, ο διακρανιακός εστιασμένος υπέρηχος (tFUS), μπορεί να προσφέρει στους ερευνητές έναν μοναδικό τρόπο για να διερευνήσουν αυτές τις διαδικασίες, επιτρέποντας τη μελέτη βαθύτερων εγκεφαλικών δομών με ακρίβεια και ασφάλεια.
Μια νέα εποχή στην έρευνα της συνείδησης
Η τεχνολογία του διακρανιακού υπερήχου χρησιμοποιείται εδώ και λίγα χρόνια, αλλά η εφαρμογή της στην επιστημονική έρευνα παραμένει περιορισμένη. Δύο ερευνητές του MIT, ο Daniel Freeman και ο Matthias Michel, παρουσίασαν μια νέα εργασία, περιγράφοντας έναν «οδικό χάρτη» για τη χρήση του εργαλείου στη μελέτη της συνείδησης. Η μελέτη δημοσιεύεται στο Neuroscience & Biobehavioral Reviews.
«Ο διακρανιακός υπέρηχος επιτρέπει τη διέγερση συγκεκριμένων περιοχών του εγκεφάλου σε υγιή άτομα με τρόπους που δεν ήταν δυνατοί πριν», λέει ο Freeman. «Μπορεί να εντοπίσει τα νευρωνικά κυκλώματα που δημιουργούν την αίσθηση πόνου, όρασης ή ακόμα και την ανθρώπινη σκέψη». Το σημαντικό είναι ότι η μέθοδος είναι μη επεμβατική και φτάνει βαθύτερα στον εγκέφαλο με μεγαλύτερη ακρίβεια από άλλες τεχνικές, όπως η διακρανιακή μαγνητική ή ηλεκτρική διέγερση.
Πλεονεκτήματα του διακρανιακού υπερήχου
Οι συνήθεις μέθοδοι μελέτης του εγκεφάλου σε υγιή άτομα είναι περιορισμένες. Μη επεμβατικές τεχνικές, όπως η μαγνητική τομογραφία ή ορισμένα είδη υπερήχων, παρέχουν εικόνα, ενώ το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ) δείχνει ηλεκτρική δραστηριότητα. Ο διακρανιακός υπέρηχος συνδυάζει την ασφάλεια με υψηλή χωρική ανάλυση, επιτρέποντας τη στοχευμένη διέγερση περιοχών λίγων χιλιοστών και τη μελέτη των προκύπτοντων αποτελεσμάτων.
«Είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να ρυθμίσουμε τη δραστηριότητα βαθιά στον εγκέφαλο, εκατοστά από το τριχωτό της κεφαλής», εξηγεί ο Freeman. «Μπορούμε να εξετάσουμε υποφλοιώδεις δομές που μέχρι τώρα ήταν προσβάσιμες μόνο χειρουργικά». Αυτή η δυνατότητα ανοίγει τον δρόμο για την κατανόηση σύνθετων συναισθηματικών και γνωστικών κυκλωμάτων.
Αιτιότητα και συνείδηση
Η κύρια πρόκληση στη μελέτη της συνείδησης είναι η διάκριση μεταξύ αιτίου και αποτελέσματος. Πολλές μελέτες μετρούν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου σε σχέση με οπτικά ερεθίσματα, αλλά δεν είναι σαφές αν η εγκεφαλική δραστηριότητα παράγει τη συνείδηση ή είναι απλά συνέπεια της. Με τον διακρανιακό υπέρηχο, οι επιστήμονες μπορούν να τροποποιήσουν τη δραστηριότητα και να προσδιορίσουν ποια κυκλώματα συμβάλλουν άμεσα στη δημιουργία συνειδητής εμπειρίας.
Η εργασία του Freeman και του Michel στο MIT εξετάζει δύο αντίληψης για τη συνείδηση: η γνωστικιστική θεωρία υποστηρίζει ότι απαιτούνται διεργασίες υψηλού επιπέδου, όπως συλλογιστική ή αυτο-στοχασμός, πιθανώς μέσω του μετωπιαίου φλοιού. Αντιθέτως, η μη γνωσιακή θεωρία προτείνει ότι συγκεκριμένα πρότυπα νευρωνικής δραστηριότητας δημιουργούν άμεσα συνειδητές εμπειρίες, χωρίς υψηλού επιπέδου επεξεργασία, εντοπιζόμενες στο πίσω μέρος του φλοιού ή σε υποφλοιώδεις δομές.
Σχεδιασμός πειραμάτων
Ο διακρανιακός υπέρηχος χρησιμοποιείται σε πειράματα με οπτικά ερεθίσματα, επιτρέποντας τη διερεύνηση των περιοχών του εγκεφάλου που είναι απαραίτητες για την οπτική αντίληψη. Ανάλογες προσεγγίσεις μπορούν να εφαρμοστούν για την κατανόηση του πόνου, μιας βασικής συνειδητής εμπειρίας. «Ο πόνος μπορεί να προέρχεται από φλοιικές ή υποφλοιώδεις δομές. Τώρα έχουμε ένα εργαλείο για να το εξετάσουμε», λέει ο Freeman.
Οι επόμενες μελέτες θα επικεντρωθούν πρώτα στον οπτικό φλοιό και στη συνέχεια σε περιοχές υψηλότερου επιπέδου, όπως ο μετωπιαίος φλοιός, συνδυάζοντας καταγραφή και διέγερση για να δημιουργήσουν μια ολοκληρωμένη, αιτιώδη εικόνα της συνειδητής αντίληψης.
Μια νέα εποχή για τη μελέτη της συνείδησης
Ο Michel, μαζί με άλλους στο MIT, προωθεί την επιστημονική μελέτη της συνείδησης μέσω του MIT Consciousness Club, συνδέοντας φιλοσοφία, νευροεπιστήμη και ψυχολογία. Ο διακρανιακός υπέρηχος αντιπροσωπεύει έναν πολλά υποσχόμενο δρόμο, με χαμηλό ρίσκο και υψηλή ανταμοιβή, για την αποκάλυψη των νευρωνικών υποστρωμάτων της συνειδητής εμπειρίας.
«Είναι ένα νέο εργαλείο, επομένως δεν γνωρίζουμε ακόμη πόσο αποτελεσματικό θα αποδειχθεί», σημειώνει ο Michel. «Αλλά είναι μια μοναδική ευκαιρία για να εξερευνήσουμε τις βάσεις της συνείδησης σε ανθρώπους με ασφάλεια και ακρίβεια».
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!