Исследователь Калифорнийского университета в Беркли Янис Хессе и его коллеги обнаружили в головном мозге быстрый скрытый электрический цикл, который ставит под сомнение фундаментальные теории происхождения сознания.
На протяжении десятилетий нейробиологи пытаются выяснить, как именно мозг порождает сознание. Среди специалистов существуют два основных лагеря: одни считают, что механизмы сознания контролируются лобной долей мозга. Другие опираются на теорию интегрированной информации и модели рекуррентной обработки, отводя главную роль задним (постериорным) отделам мозга. Однако, согласно новому исследованию, опубликованному на платформе bioRxiv, обе стороны могут ошибаться, поскольку сосредоточиваются исключительно на пространственном расположении и упускают из виду решающий фактор — время.
Чтобы выяснить, что происходит в мозге непосредственно в момент осознанного восприятия, учёные разделили сознательно воспринимаемую и подсознательную информацию. Они использовали метод, известный как бинокулярное подавление: когда одному глазу предъявляют новое, яркое изображение, исходная картинка, показанная другому глазу, исчезает из сознательного восприятия, хотя мозг продолжает её обрабатывать. Сначала исследователи проверили эффективность этой методики на 14 взрослых добровольцах, а после подтверждения её работоспособности продолжили эксперименты на макаках.
На первом этапе учёные научили двух макак непрерывно фиксировать взгляд на небольшой точке в центре экрана. Для поддержания мотивации животных награждали фруктовым соком. Затем им показывали изображения лиц и различных объектов. Во время основного эксперимента одному глазу неожиданно предъявляли новое изображение, которое начинало доминировать в восприятии и вытесняло предыдущее изображение из сознания. С помощью специальных нейронных зондов исследователи одновременно регистрировали активность сотен отдельных нейронов в ходе этого процесса.
Полученные данные выявили неожиданную закономерность: клетки мозга переключали свою активность между видимыми и подавленными (подсознательными) изображениями примерно 15 раз в секунду (с частотой 15 герц). Учёные обнаружили это быстрое чередование нейронных сигналов не в какой-либо одной изолированной области, а одновременно как в передних, так и в задних отделах мозга.
Авторы объясняют, что нейроны коры головного мозга различают сознательную и подавленную (подсознательную) информацию именно по времени. Следовательно, для осознанного зрительного восприятия точный момент активации нейронов имеет такое же значение, как и их анатомическое расположение. Это открытие показывает, что поиск нейронных основ сознания исключительно посредством наблюдения за средней активностью отдельных областей мозга вряд ли приведёт к значимым результатам.
