Cercetarea, publicată în „Cerebral Cortex”, a fost condusă de Jun Kitazono, un autor corespondent și un cercetător al proiectului în cadrul Departamentului de Studii Generale a Sistemelor de la Universitatea din Tokyo, transmite Știri.md cu referire la descopera.ro.

„Locul unde se află conștiința în creier a fost una dintre cele mai mari întrebări din știință”, a spus profesorul asociat Masafumi Oizumi, autor corespondent și șef al laboratorului care a efectuat studiul.

„Deși nu am ajuns la un răspuns concludent, multe dovezi empirice au fost acumulate în decursul căutării mecanismelor minime suficiente pentru experiența conștientă sau a corelațiilor neuronale ale conștiinței.”

Pentru acest studiu, echipa a făcut un pas către identificarea subrețelelor minime suficiente din creier care susțin experiența conștientă, indică Eurek Alert.

Unde se află conștiința?

Pentru a identifica zonele creierului în care se află conștiința, cercetătorii au căutat un semn distinctiv specific al conștiinței în rețelele neuronale ale creierului: căile bidirecționale.

Când vedem ceva sau experimentăm o senzație, creierul nostru preia informații.

Acesta se numește semnal de feed-forward, dar primirea unor astfel de semnale de feed-forward nu este suficientă pentru conștiință.

De asemenea, creierul nostru trebuie să trimită informații înapoi, în ceea ce se numește feedback.

Nu fiecare parte a creierului poate primi atât informații de tip feed-forward, cât și să returneze feedback.

Cercetătorii au emis ipoteza că aceste conexiuni bidirecționale sunt un semn distinctiv esențial al părților creierului responsabile de conștiință.

„Numai procesarea feed-forward este insuficientă pentru ca subiecții să perceapă în mod conștient stimulii; mai degrabă, este necesar și feedback-ul, indicând necesitatea procesării bidirecționale.

Componenta de feedback dispare nu numai în timpul pierderii conținutului specific al conștiinței în stările de veghe, ci și în timpul stărilor inconștiente în care experiențele conștiente sunt în general pierdute, cum ar fi anestezia generală, somnul și stările vegetative”, a spus Kitazono.

El a mai explicat că nu contează dacă te uiți la un om, maimuță, șoarece, pasăre sau muscă, pentru că bidirectionalitatea prelucrării rămâne esenţială.

Căile bidirecționale

Cercetătorii au folosit un instrument specific și tehnici de calcul pentru a-și testa ideea. Un conectom este o hartă detaliată a conexiunilor din creier.

În primul rând, au dezvoltat un algoritm eficient pentru a extrage părțile creierului cu conexiuni bidirecționale puternice, numite complexe.

Apoi, au aplicat algoritmul la conectomul mouse-ului.

„Am descoperit că complexele extrase cu cea mai mare bidirecționalitate nu au fost distribuite uniform între toate regiunile majore, ci sunt concentrate mai degrabă în regiunile corticale și regiunile talamice”, a spus Kitazono.

„Pe de altă parte, regiunile din celelalte regiuni majore au o bidirecționalitate scăzută. În special, regiunile din cerebel au o bidirecționalitate mult mai scăzută.”

Aceste descoperiri se aliniază cu locul în care oamenii de știință au crezut mult timp că conștiința se află în creier.

Cortexul cerebral, situat pe suprafața creierului, conține zone senzoriale, zone motorii și zone de asociere care sunt considerate a fi esențiale pentru experiența conștiinței.

De asemenea, s-a considerat că talamusul, situat în mijlocul creierului, este legat de conștiință și, în special, interacțiunea dintre talamus și regiunile corticale, numită bucla talamo-corticală, este considerată importantă pentru conștiință.

Aceste rezultate susțin ideea că bidirecționalitatea în rețeaua creierului este o cheie pentru identificarea locului conștiinței.

Cercetătorii au subliniat că încă lucrează la identificarea locului conștiinței

„Acest studiu se concentrează doar pe conexiunile anatomice statice dintre neuroni sau zone ale creierului. Cu toate acestea, conștiința este dinamică, schimbându-se de la un moment la altul, în funcție de activitatea neuronală”, a spus Oizumi.

„Deși conexiunile anatomice ne spun cum s-ar propaga activitatea neuronală și cum ar interacționa zonele creierului, trebuie să investigăm direct dinamica activității neuronale pentru a identifica locul conștiinței în orice moment”.

Ca un pas următor, el a spus că echipa analizează în prezent rețelele bazate pe activitate ale creierului în diferite tipuri de înregistrări neuronale.

„Scopul final al experimentului nostru este de a găsi relația matematică dintre conștiință și creier”, a spus Oizumi.

„În acest studiu, am încercat să relaționăm proprietățile rețelei creierului cu locul conștiinței. Vom investiga în continuare relația dintre conștiință și creier.”