Свідомість — одна з найбільш загадкових функцій мозку. Ми постійно оточені мільйонами звуків, образів і сигналів, але усвідомлюємо лише невелику частку з них. Як мозок вирішує, що саме потрапить у поле нашої свідомості?

Згідно з новим дослідженням, опублікованим у журналі Science і проаналізованим Smriti Mallapaty для Nature, ключову роль у цьому процесі відіграє таламус — глибоко розташована структура, яка діє як фільтр свідомості, «впускаючи» до нашої уваги лише частину інформації.

Що таке свідоме сприйняття?

Свідоме сприйняття — це процес, під час якого ми усвідомлюємо певний сенсорний сигнал, наприклад смак шоколаду чи блиск іконки на екрані. Традиційно вважалося, що за це відповідає кора головного мозку, тобто його зовнішній шар.

Але нове дослідження нейробіолога Мінша Чжана з Пекінського педагогічного університету показує: у цьому процесі активно бере участь також таламус, розташований у центрі мозку.

Унікальне дослідження з використанням глибоких електродів

Дослідники змогли отримати безпрецедентні дані завдяки тому, що учасники дослідження вже проходили лікування від хронічних головних болів, під час якого їм імплантували тонкі електроди в глибокі структури мозку.

Учасникам демонстрували блимаючу іконку на екрані — проте за умовами експерименту люди помічали її лише у половині випадків. Завданням було повертати очі в певний бік, залежно від того, чи бачили вони спалах.

Вперше вдалося одночасно зафіксувати нейронну активність у таламусі та префронтальній корі під час свідомого й несвідомого сприйняття, — зазначив Крістофер Вайт з Університету Сіднея.
«Це неймовірна робота».

Що показали результати?

• Коли учасники усвідомлювали появу іконки, активність у таламусі та префронтальній корі з’являлася раніше і була інтенсивнішою, ніж у випадках, коли вони її не помічали.
• Координація між таламусом і корою в ці моменти була чіткою — це свідчить про те, що таламус може виступати в ролі “швейцара”, який пропускає або блокує думки на шляху до свідомості.

«Таламус — це фільтр. Він контролює, що саме ми усвідомлюємо, а що залишається за межами свідомості», — пояснює нейробіолог Мак Шайн.

Підтвердження з тваринних моделей

Ще у 2020 році подібний ефект було зафіксовано на мишах: при стимуляції вусиків (їх злегка рухали магнітом) тварини отримували воду, якщо відчували рух. Дослідники побачили, що активність кори, яка виникала при усвідомленні, спускалась у глибші структури, включаючи таламус.

Важливі застереження

Однак дослідниця Ліад Мудрік з Тель-Авівського університету зауважує: ще не доведено, що ця активність справді є проявом свідомості, а не просто уваги до стимулу.

«Можливо, ми зафіксували не сам момент “Я усвідомлюю”, а просто активне спостереження», — каже вона.

Дослідники планують повторити експерименти на макаках, щоб деталізувати карти активності мозку.

Чому це важливо знати

Це дослідження стало проривом у нейронауці свідомості: вперше отримано прямі сигнали з глибоких структур мозку людини під час свідомого сприйняття.

Таламус, раніше відомий як «сенсорний ретранслятор», тепер розглядається як центральна структура контролю доступу до свідомості. Розуміння його ролі дає змогу:

• розширити теорії свідомості поза межі кори мозку;
• краще дослідити стан коми, анестезії або вегетативного стану;
• розробити нові нейроінтерфейси та методи лікування нейропсихологічних порушень.