Das unbewusste Gehirn besteht aus nicht verbundenen Inseln, sagen Wissenschaftler

Das menschliche Gehirn ist der einzige Grund, warum unsere Spezies so lange auf diesem Planeten überlebt hat, aber selbst sie hat einen toten Winkel. Wenn es bewusstlos ist - ob aufgrund von Schlaf, Anästhesie oder Koma -, sitzen wir Enten. Das bedeutet jedoch nicht, dass das Gehirn vollständig heruntergefahren ist. Studien des unbewussten Gehirns haben gezeigt, dass es noch aktiv ist, aber was es eigentlich ist tun ist jedermanns Vermutung.

In einem am Mittwoch veröffentlichten Trio präsentierten Neurowissenschaftler des Zentrums für Bewusstseinswissenschaft der University of Michigan Medical School ihren jüngsten Versuch, die Machenschaften des Unbewussten zu verstehen. Anstatt sich vollständig abzuschalten, erklärte ein Team im Trends in den Neurowissenschaften Auf dem Papier werden einige Kommunikationswege des Gehirns während der Bewusstlosigkeit heruntergefahren, weshalb Prozesse nicht normal ablaufen, obwohl die verschiedenen Regionen des Gehirns noch aktiv sind.

"Wir haben die Bewusstlosigkeit über drei verschiedene Zustände hinweg untersucht: physiologische, pharmakologische und pathologische Zustände", sagte George A. Mashour, Professor für Anästhesiologie an der University of Michigan, Hauptautor der Studie, in einer Erklärung am Mittwoch.

"Wir fanden heraus, dass unbewusste Konnektivität im Gehirn und größere Modularität eine Umgebung schaffen, die für die Art von effizienter Informationsübertragung, die für das Bewusstsein erforderlich ist, unwirtlich ist."

Diese Studie zusammen mit den dazugehörigen Arbeiten in Grenzen in der Human-Neurowissenschaft und das Journal of Neuroscience, basiert auf Mashours langjähriger Hypothese, dass die Anästhesie das Gehirn nicht abschaltet, sondern die Kommunikation zwischen den verschiedenen Regionen abschneidet. Das Bewusstsein, so wie wir es verstehen, hängt von schnell schießenden Signalen ab, die von einem Gebiet zum nächsten gesendet werden. Wenn man es aufrechterhält, kann man sicherstellen, dass alle Städte eines Staates mit Lebensmitteln versorgt werden können. Selbst wenn Farmen Waren produzieren und die Städte bereit sind, sie zu erhalten, bricht der gesamte Prozess ab, wenn die Straßen gesperrt sind.

"Anstatt ein stark vernetztes Gehirnnetzwerk zu sehen, führt Anästhesie zu einer Reihe von Inseln mit isolierter Wahrnehmung und Verarbeitung", sagte Mashour.

Mashour und seine Kollegen unterstützten diese Hypothese, indem sie das Gehirn von Menschen in unbewussten Zuständen untersuchten, sei es durch Narkose medizinisch induziert, in einen schlafähnlichen Zustand versetzt oder vegetativ. In dem Journal of Neuroscience Artikel, Mashour und Anthony G. Hudetz, der prominente Autor der Zeitung und Professor für Anästhesiologie, zeigten, dass Gehirne in den frühen Stadien der Sedierung viel länger für die Verarbeitung von Informationen brauchen, was der Hypothese der Kommunikation entspricht verlangsamt sich während der Bewusstlosigkeit. Sie zeigten auch, dass die einzelnen Gehirnregionen ihre Aktivität nach innen und nicht nach außen konzentrierten, was die Vorstellung, dass Unbewusstsein sich als Gehirninseln manifestiert, weiter untermauert.

"Diese Verschärfung könnte dazu führen, dass keine Verbindung zu weit entfernten Gebieten hergestellt werden kann", sagte Hudetz in einer Erklärung.

In dem Grenzen in der Human-Neurowissenschaft In einer Studie arbeitete das Team mit dem Physiker UnCheol Lee, Ph.D., zusammen, um die Menge an "Informationsintegration" im Gehirn während Bewusstlosigkeit zu quantifizieren. Die Schlüsselidee der integrierten Informationstheorie, einer prominenten (und sehr komplexen) Erklärung für das Bewusstsein, lautet: „Ein System ist bewusst, wenn es eine Eigenschaft namens Φ oder phi besitzt, die ein Maß für die„ integrierte Information “des Systems ist formulierte es 2015. Lee und seine Kollegen dachten, dass das Gehirn weniger integriert wäre, wenn das Gehirn seine Regionen bei Bewusstlosigkeit in kleine Inseln isolieren würde. Als der Phi gemessen wurde, als das Gehirn der Menschen in die Bewusstlosigkeit abrutschte, stellten sie fest, dass es tatsächlich abnahm.

Unbewusstsein zu verstehen ist besonders wichtig für Anästhesisten, deren Jobs davon abhängen, die Menschen in diesen Zustand zu versetzen und sie entscheidend davon zu überzeugen, dass sie unverletzt herauskommen. Zu wissen, welche Highways des Gehirns stillgelegt sind und wie der reduzierte Fluss von Signalen seine verschiedenen Regionen beeinflusst, wird eines Tages auch den Wissenschaftlern helfen, Menschen im Koma besser zu verstehen - und wie oder ob sie in einen bewussten Zustand zurückversetzt werden können.