У 1797 році британському адміралу Гораціо Нельсону, який командував військово-морськими силами, провели ампутацію правої руки. Ця операція стала рятівною для його життя. За переказами, єдиним знеболювальним засобом, що йому надали, був лише ковток рому.
Протягом більшої частини історії людства навіть кінцівки видаляли пацієнтам, які залишалися повністю при свідомості. Поява загальної анестезії у 1846 році докорінно змінила ситуацію. Відтепер свідомість можна було тимчасово вимкнути будь-коли, будь-де і в будь-кого. Нельсон міг би проспати ампутацію, а наступного дня все одно прийти на сніданок.
Щорічно виконується більше 350 мільйонів хірургічних втручань під загальною анестезією. Проте механізм дії цих таємничих препаратів, які вводять нас у стан сну, залишається досі недостатньо вивченим.
Останні дослідження сприяють глибшому розумінню основних механізмів функціонування людського мозку. Ці дані також відкривають нові можливості для вивчення витоків нашої свідомості.
Існує кілька категорій анестетиків. Деякі діють, безпосередньо блокуючи біль, інші викликають сонливість і розслаблення. Загальні анестетики йдуть ще на крок далі. Ці препарати позбавляють людину свідомості, тому вона взагалі не усвідомлює, що відбувається.
Існує ціла низка анестетиків, здатних спричинити стан непритомності. Серед них, наприклад, такі гази, як ксенон, які на практиці використовують рідко, або пропофол, найпоширеніший і найчастіше використовуваний загальний анестетик.
Загальні анестетики характеризуються широким різноманіттям хімічних структур. Незалежно від їхньої природи, їхній основний вплив полягає в блокуванні передачі сигналів між нервовими клітинами мозку, що перешкоджає їхній "взаємодії". Магнітно-резонансна томографія (МРТ) наочно демонструє загальне зниження мозкової активності.
Проте значно складніше зрозуміти, яким чином це сприяє процесу засинання пацієнта.
По-перше, досі не зрозуміло, чи потребує спричинений анестетиками стан непритомності повного вимкнення всього мозку - або ж певні його ділянки важливіші за інші.
"Навіть якщо вимикається весь мозок, через те, що він [мозок] настільки взаємопов'язаний, дуже важко визначити, що саме спричинило глобальне вимкнення", - каже Нік Франкс, професор біофізики та анестезіології Імперського коледжу Лондона у Великій Британії.
"При аналізі сканування мозку можна помітити, що існують специфічні ділянки, які виявляються більш вразливими і вимикаються першими. Це викликає запитання, чи не саме вони стають ініціаторами загального вимкнення," - зазначає він.
Франкс звертає увагу на таламус — овальну структуру, розташовану глибоко в мозку, яка функціонує як основний центр зв’язку між різними його частинами. Здається, саме ця область є першою, що втрачає активність при введенні загального анестетика.
Таламус має ключове значення в процесах засинання та підтримки сну. Чи впливають анестетики на ці природні механізми сну в мозку, "перехоплюючи" їх?
"Згідно з словами Франкса, якщо застосувати анестезію до тварини і потім активувати певну область таламуса, це може призвести до її пробудження."
"Дослідження свідчать про те, що [деякі] пацієнти в комі можуть бути приведені до свідомості шляхом стимуляції таламуса. Це, отже, є надзвичайно важливою зоною для відновлення свідомості", - зазначає він.
Проте, для того щоб підтвердити цю гіпотезу, необхідно провести подальші дослідження.
Деякі дослідники вважають, що основним "центром свідомості" є кора головного мозку — її зовнішня зморшкувата частина. Саме в цій області анестетики мають здійснювати свій головний вплив.
Проте, цей процес залучає й інші області мозку, такі як лобова та тім'яна частки. Лобова частка, що знаходиться безпосередньо за лобом, відповідає за різні види складної діяльності, включаючи критичне мислення. Тім'яна частка, розташована трохи далі назад, відіграє важливу роль в обробці сенсорних відчуттів, зокрема дотику.
Проте з'являються нові відомості, які вказують на те, що наш мозок може досягати проміжного стану свідомості, який не є ані сном, ані пробудженням.
Для багатьох "занурення в наркоз" асоціюється з повною втратою свідомості та неможливістю згадати про події, які відбувалися під час процедури. Проте це не завжди так.
За оцінками, один із 15 000 пацієнтів, яким проводять операцію, після пробудження може пам'ятати окремі моменти операції - явище, відоме як випадкове усвідомлення.
Джайдіп Пандіт, консультант-анестезіолог в Oxford University Hospitals, вважає, що такі люди переживають "третій стан" свідомості, десь між сном і неспанням або свідомістю та непритомністю.
У процесі тестування Пандіт застосовував анестетик у комбінації з міорелаксантом для пацієнтів, при цьому використовував джгут, щоб запобігти паралізу передпліччя від дії міорелаксанту. Таким чином, пацієнти, які були в стані непритомності, мали можливість рухати рукою, якщо того бажали.
Він виявив, що близько третини пацієнтів здатні були за сигналом стискати пальці дослідника, хоча під час процедури не показували жодних ознак пробудження чи дискомфорту. Як зазначив Пандіт, це свідчить про наявність третього рівня свідомості.
Так звана "складна проблема" свідомості залишається однією з найбільших нерозгаданих таємниць науки. Але вивчення того, що змінюється, коли ми втрачаємо цю здатність, допомагає розкрити її секрети.
Звичайний сон також передбачає втрату свідомості, але загальні анестетики дозволяють вимкнути її будь-якої миті, тому досліджувати її стає простіше.
Розглянемо неповторність нашого свідомого досвіду. Зазвичай вважається, що свідомий досвід кожної особи чи істоти є абсолютно суб'єктивним і неповторним для неї.
Андреа Луппі, нейробіолог з Кембриджського університету, досліджував, чи можуть загальні анестетики пролити світло на те, як це працює. За допомогою функціональної МРТ він досліджував мозок людей під загальною анестезією. Ця технологія дає змогу реєструвати кровотік у мозку, щоб побачити, як на нього впливають препарати.
Луппі була особливо зацікавлена в дослідженні функціональної зв'язності — показника, що відображає, наскільки ефективно різні області мозку взаємодіють і узгоджують свою діяльність. Зазвичай цей вид нейронної активності має настільки характерну структуру, що може виконувати роль своєрідного "пальцевого відбитка" для ідентифікації індивіда.
Однак Луппі та його колеги виявили, що під анестезією мозок окремих людей ставав менш "унікальним", а мозок різних людей - більш схожим один на одного.
Цікаво, що під впливом анестезії людський мозок стає менш унікальним у порівнянні з мозком інших приматів. Це вказує на те, що саме ті області людського мозку, які найбільше підпадають під дію анестезії, є результатом найновіших етапів еволюційного розвитку.
Луппі вважає, що одним із важливих аспектів анестезії є те, що вона перешкоджає взаємодії між різними частинами мозку. У стані неспання різні ділянки можуть взаємодіяти навіть без прямих зв'язків. Проте під час анестезії така взаємодія відбувається вкрай рідко: здається, що "спілкуються" лише ті ділянки, які мають безпосередній зв'язок одна з одною.
"Під час неспання потік свідомості визначає послідовність патернів активності мозку, через які ми проходимо", - писав Луппі у коментарі 2024 року. Натомість під анестезією активність мозку позбавлена орієнтиру, пояснював він.
Висновки Луппі підтримують концепцію, що свідомість не є результатом роботи окремої частини мозку. Натомість, вона формується як результат взаємодії численних елементів мережі. Це нагадує ситуацію, коли дії уряду можуть бути паралізовані через збій у системах зв'язку держави.
Луппі також висловлює думку, що загальні анестетики можуть сприяти дослідженню того, як психоделіки, як-от LSD і псилоцибін ("магічні гриби"), трансформують свідомість. Якщо анестетики знижують рівень взаємодії між різними частинами мозку, то психоделіки, навпаки, здається, активізують нові шляхи комунікації в мозковій діяльності.
Та зрештою нам досі потрібно багато чого дізнатися про те, де саме в людському мозку міститься свідомість.
"Наше сприйняття свідомості є досить елементарним," - зазначає Борис Гейфец, доцент кафедри анестезіології, періопераційної медицини та медицини болю в Стенфордському університеті, Каліфорнія.
"Отже, якщо вам вдасться знайти людину, яка зможе роз'яснити, як функціонує свідомий досвід, прошу, повідомте мене. Я був би радий поспілкуватися з нею," - зазначає він.
#Лондон #Свідомість #Людство #Види #Каліфорнія #Мозок #Магнітно-резонансна томографія #Стенфордський університет #Нейробіологія #Біль #Вчений #Кембриджський університет #Газ #Анестезія #Кора головного мозку #Анестезіологія #Біофізика #Велика Британія #Сон #Як #Клітина (біологія) #Синкопе (медицина) #Анестетик #Таламус #Ксенон
