Rudolf Cole
0 
4204
1278
Een team van onderzoekers heeft een 'motor van bewustzijn' in de hersenen gevonden - een gebied waar, in ieder geval bij apen, zelfs een kleine sprongstart ervoor zorgt dat ze wakker worden uit anesthesie.
Bewustzijn is een mysterie. We weten niet zeker waarom wezens soms wakker zijn en soms slapen, of welke mechanismen in de hersenen het belangrijkst zijn voor een bewuste toestand. In dit nieuwe artikel hebben onderzoekers echter enkele belangrijke aanwijzingen naar voren gebracht. Met behulp van elektroden in de hersenen van wakkere en slapende makaken, evenals makaken onder verschillende vormen van anesthesie, vond het team twee belangrijke paden in de hersenen van de apen voor bewustzijn. De onderzoekers vonden ook een specifiek hersengebied dat die paden op gang lijkt te krijgen, zoals een motor die ze zouden kunnen gebruiken met enkele zeer gespecialiseerde startkabels. Dat gebied staat bekend als de centrale laterale thalamus.
Verwant: 10 dingen die we in 2019 over de hersenen hebben geleerd
Maar dat betekent niet dat ze de zetel van het bewustzijn in de hersenen hebben gevonden.
"Het is onwaarschijnlijk dat het bewustzijn specifiek is voor één locatie in de hersenen", zegt Michelle Redinbaugh, een afgestudeerde psychologiestudent aan de Universiteit van Wisconsin-Madison en hoofdauteur van het artikel, gepubliceerd op 12 februari in het tijdschrift Neuron..
Uit eerder onderzoek is al gebleken dat bewust blijven activiteiten omvat die over de hele hersenen zijn verspreid, maar het werk van haar team toont aan dat de centrale laterale thalamus waarschijnlijk een sleutelrol speelt, zei ze..
Wat "bewustzijn" betekent
Het is belangrijk om te begrijpen dat "bewustzijn" in de context van deze studie min of meer verwijst naar wakker zijn.
"Het woord 'bewustzijn' heeft veel definities", zegt Michael Graziano, een neurowetenschapper aan de Princeton University die niet bij het onderzoek betrokken was. "Een manier om over bewustzijn na te denken is vanuit een klinisch perspectief van waakzaamheid, opwinding en reactievermogen op prikkels. In die zin zijn slapende mensen niet bij bewustzijn, en mensen in coma ook niet."
En het is niet helemaal duidelijk waarom of hoe mensen heen en weer schakelen tussen die staten. Deze studie vertegenwoordigt "elegant werk" over dat moeilijke onderwerp, volgens de neurowetenschapper Sarah Heilbronner van de Universiteit van Minnesota, die ook niet bij het onderzoek betrokken was..
Verwant: 8 Menselijk gedrag van primaten
Dat werk is gericht op een enge vraag: wat maakt dat mensen bewust worden?
"Er is echter een andere opvatting van bewustzijn [dat wil zeggen] veel moeilijker te bestuderen: de subjectieve ervaring die gepaard gaat met sommige gevallen van informatieverwerking in de hersenen, de 'hoe het voelt' component van ons innerlijk leven," Graziano vertelde. "Studies zoals de huidige hebben geen betrekking op dit soort bewustzijn."
Een trigger in de hersenen
Heilbronner zei dat de apenstudie een vervolg is op een boeiende eerdere studie met mensen.
In augustus 2007 publiceerden onderzoekers van Weill Cornell Medical College in New York City een baanbrekende studie in het tijdschrift Nature. Een van hun patiënten had maanden in een ziekenhuis doorgebracht in een ‘minimaal bewuste toestand’ na een traumatisch hersenletsel. De man was zich meestal niet bewust van zijn omgeving, maar werd soms bewuster en actiever. Speculerend dat zijn toestand een 'onderactivering' van belangrijke netwerken in zijn hersenen zou kunnen inhouden, implanteerden ze elektroden die zijn centrale thalamus stimuleerden - en rapporteerden aanzienlijke verbeteringen in zijn bewustzijnsniveau..
In de nieuwe apenstudie gingen Redinbaugh en haar team veel verder.
Met behulp van elektroden stuurden de onderzoekers kleine elektrische impulsen naar verschillende delen van de hersenen van de apen wanneer ze sliepen of verdoofd met verschillende soorten anesthesie. Meestal bleven de apen slapen. Maar door een impuls met een specifieke frequentie naar de centrale laterale thalamus te sturen, werden de apen wakker - zelfs door diepe anesthesie - en konden ze de wereld ervaren.
"Het convergerende bewijs van slaap en meerdere vormen van anesthesie is bijzonder indrukwekkend, aangezien we weten dat deze verschillende werkingsmechanismen hebben", zei Heilbronner..
Met andere woorden, u valt niet in slaap om dezelfde redenen dat u het bewustzijn verliest onder narcose, en verschillende vormen van anesthesie werken op verschillende manieren..
Maar verschillende vormen van anesthesie en slaap "komen blijkbaar samen op dit circuit wat betreft hun effecten op het bewustzijn", zei Heilbronner..
Opname van de hersenen van de apen terwijl ze heen en weer gingen tussen bewuste en onbewuste staten, beperkten de onderzoekers het bewustzijn tot twee belangrijke ingrediënten.
"Bewustzijn viel altijd samen met twee geactiveerde paden," vertelde Redinbaugh .
Een van deze kritieke circuits draagt sensorische informatie van de thalamus naar de hersenschors, het hersengebied dat vele vormen van complex denken doet. Zowel dat circuit als een ander pad - een dat 'feedback geeft over voorspellingen, aandachtsprioriteiten en doelen in de omgekeerde richting' - moesten actief zijn om het bewustzijn te laten functioneren, zei Redinbaugh..
Verwant: Waarom kan de wetenschap bewustzijn niet verklaren??
De centrale laterale thalamus, zo concludeerden de onderzoekers, speelt waarschijnlijk een sleutelrol bij het activeren en onderhouden van die twee paden. Het lijkt een trigger te zijn.
Dit onderzoek is niet alleen nuttig vanuit een puur wetenschappelijk perspectief, zei Redinbaugh. Uitzoeken hoe bewustzijn precies werkt, kan de anesthesie helpen verbeteren en leiden tot nieuwe behandelingen voor mensen met bewustzijnsstoornissen, zoals de man in de studie van Weill Cornell Medical College.
Dat verband tussen de activiteit in de thalamus en de cortex is vooral interessant voor medische behandeling, zei Heilbronner.
In vergelijking met de thalamus "is de hersenschors ook een aantrekkelijker doelwit [voor behandeling]", zei ze. Dat komt omdat niet-invasieve behandelingen, zoals transcraniële magnetische stimulatie, het oppervlak van de cortex kunnen bereiken, maar ze kunnen de thalamus niet bereiken, die diep in de hersenen is begraven, net boven de hersenstam. "Misschien kunnen we door het bouwen van een circuitmodel als dit, ze allebei niet-invasief beïnvloeden", zei Heilbronner..
Ondanks de mogelijkheden is er reden om de bevindingen dubbel te controleren, zei Laura Fernandez, een neurowetenschapper aan de Université de Lausanne in Zwitserland..
'Het is gedaan bij twee apen. Heel weinig monster,' vertelde Fernandez. Het "zou leuk zijn om knaagdieren te proberen met een hoger aantal monsters." Onderzoekers moeten ook de locatie van de elektroden in de hersenen dubbel controleren om er zeker van te zijn dat ze echt de centrale laterale thalamus activeren en niet andere nabijgelegen hersenregio's, voegde Fernandez eraan toe..
Toch, zo merkte ze op, komen de resultaten keurig overeen met die van een recent onderzoek bij knaagdieren; dat artikel, gepubliceerd in juni 2018 in het tijdschrift https://vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, suggereerde dat er ergens in de thalamus een 'waakzaamheid-schakelaar' is.
- 10 verschijnselen die de wetenschap niet kan verklaren
- De 10 grootste mysteries van de geest
- 10 dingen die je niet wist over de hersenen
Oorspronkelijk gepubliceerd op .
