Повод поговорить о сознании
Вчера-позавчера появились ссылки на интересную работу.
Группа ученых под руководством президента Института Аллена по изучению мозга Кристофа Коха разработала методику, позволяющую получить трехмерное изображение отдельного нейрона. С ее помощью они обнаружили три нейрона, дендриты которых распространяются по всему мозгу. Об этом сообщается на сайте издательского дома Nature.
Биологи проследили за расположением отростков трех нейронов, тела которых находятся в клауструме - тонкой пластинке из серого вещества, расположенной под корой больших полушарий мозга. Как полагает Кох на основе более ранних исследований, клауструм может играть решающую роль в работе сознания.
Проследить за расположением всех дендритов нейрона, используя традиционные методы, довольно сложно. Ученые из группы Коха вывели линию ГМ-мышей, у которых воздействие определенного вещества активирует некоторые гены в клауструме. Когда мышей кормили пищей с небольшим количеством вещества, лишь несколько нейронов получали его достаточно, чтобы активизировать гены. Это приводило к выработке флуоресцентного белка, распространяющегося по всему нейрону. Далее с помощью компьютерной программы создавалось трехмерное изображение клеток.
Биологи представили метод, позволяющий проследить за дендритами конкретного нейрона
Оригинал взят у nature_wonder в Зачем одной клетке связь со всем мозгом?
Гигантский нейрон, опоясывающий отростками весь мозг мыши. Его открыли недавно, в Allen Institute for Brain Science, применив новую технику визуализации. Тело нейрона находится в области под названием клáуструм (Claustrum), а это интригующее место. Клауструм -- тонкая пластинка серого вещества под корой в центре мозга, есть и у человека, но изучена слабо. И роль ее не вполне понятна.
A digital reconstruction of a neuron that encircles the mouse brain
В статье 2005 года Фрэнсис Крик и Кристоф Кох высказали догадку, что клауструм дает начало процессам сознательного восприятия. Крик умер еще до публикации, но как поведал Рамачандран, когда он последний раз виделся с Криком, тот сильно был увлечен Claustrum.
“Уже когда я прощался, Крик сказал: «Рама, я думаю, секрет сознания скрыт в клауструме. Иначе зачем эта крошечная структура подключена ко столь многим областям мозга?». И он заговорщически подмигнул мне”.
Спустя 10 лет после смерти Крика доктор Кубесси лечил от эпилепсии 54-летнюю женщину. Один из электродов был вживлен глубоко в мозг в область клауструма. Когда его включили, пациентка впала в ступор. Она не отвечала на вопросы и безучастно смотрела в пространство. Дыхание ее замедлилось. Когда стимуляцию прервали, она пришла в себя и ничего не помнила о том, что с ней случилось. Так происходило всякий раз, когда включали тот самый электрод, на протяжении двух дней, пока искали нужную зону для лечения. Пресса объявила, что найден переключатель сознания в мозге.
То был единичный случай, по медицинской необходимости. На нескольких людях такие опыты ради научного любопытства не проведешь. И клауструм все еще скрывает тайну, если она у него есть.
Кристоф Кох, второй автор той статьи 2005 года, еще полон сил, хотя и приуныл в последние годы из-за тщетности попыток узнать природу сознания методами нейронаук. Но у него на руках все карты -- ведь именно он руководит Allen Institute for Brain Science. Кох и открыл этот гигантский нейрон: нет сомнений, что то была его идея, отследить проекции клеток из клауструма.
A giant neuron found wrapped around entire mouse brain -- Nature News, 2017
На Ленте публика проще и сразу заявили: Группа нейробиологов под руководством Кристофа Коха нашла свидетельства того, что клауструм может порождать сознание. Ученые обнаружили в этой структуре гигантский нейрон, который обволакивает своими отростками весь наружный слой мозга и опосредует взаимодействие между различными его областями. Об этом сообщает издание Nature.
Назван источник сознания в мозге человека
Тут что еще любопытно, говорят именно о дендритах - отростках нейронов, принимающих сигналы от других нейронов. После чего эти сигналы обрабатываются в теле нейрона по некоему алгоритму, после чего выходной сигнал передается по аксону. Или не передается, если таков был результат работы того алгоритма. Так вот про аксоны этих трех обнаруженных нейронов, куда они идут или могут идти ни в одном материале ничего не написано. Ставлю на префронтальную кору, но... Еще нюанс, нейрон вызвал отключение сознания при его активации. То есть в норме он не активен, а включается, допустим, во время глубокого сна. Но это один нейрон (или не один? сколько за раз нейронов активировал тот электрод? а показанная визуализация - это мышь, сколько таких у человека?) другие с тем же успехом могут пробуждать ото сна или переключать мозг еще в какие-то состояния.
Раз уж речь зашла о сознании, то один из гипотетических механизмов сознания опирается на взаимодействие с "отражением" - с моделью самого себя. Другими словами в сознающей системе должны наблюдаться рекурсивные потоки сигналов вообще и в областях, связанных с социальным взаимодействием в частности (зеркальные нейроны?). Собственно возникла мысль, вряд ли для этого необходимы несколько различных структур, которые общаются друг с другом, достаточно одной, но работающей с разными входящими данными, плюс место для хранения и сравнения этих данных.
Подумалось еще, что эта глобальная сеть может фиксировать текущую фазу этого "внутреннего диалога" (в кавычках потому, что под этим подразумевается несколько другое явление, хотя, возможно, работающее на том же принципе). И еще, некоторые из проявлений шизофрении вызываются тем, что сознание не считает некоторые из действий собственного мозга за таковые. Может некачественная работа данной сети ответственна и за это?
Тогда уж еще одну статью вытащу из закладок, в которой тоже вроде бы нашли центр сознания:
«Мы впервые обнаружили связь между той областью ствола головного мозга, который отвечает за бодрствование и областях, которые делают возможным мыслительный процесс. Элементы головоломки сложились в единое целое, указывая на то, что эта связь играет роль в сознании человека», - заявил Майкл Фокс из Медицинского центра Beth Israel Deaconess в Гарвардской медицинской школе.
Исследователи ранее уже продемонстрировали, что за бодрствование отвечает мозговой ствол - часть мозга, которая работает в качестве связующего звена между спинным и головным мозгом. Эта область регулирует активность человека и животных, отвечая за сон и активность, а также за дыхание и сердцебиение.
Что касается мыслительного процесса, осознания себя, долгое время считалось, что за это отвечает лишь кора головного мозга, какая-то ее часть или вся кора в целом. Гарвардские ученые высказали мнение, что в этом процессе принимают участие два определенных участка коры головного мозга. Система из мозгового ствола и этих двух участков, говорят специалисты, и является физическим центром сознания человека.
...
Около недели назад по схожей теме была опубликована работа ученых-физиков из университета имени Бар-Илана в Израиле. Эта команда решила использовать теорию сетей для того, чтобы определить степень зависимости мозга человека объединять данные и вести сознательную активность от структуры нейронов коры головного мозга. Для этого ученые просканировали при помощи все того же МРТ серые области коры мозга человека. Белое вещество тоже просканировали, но уже при помощи диффузионной спектральной томографии.
После этого израильские физики решили использовать методику сетевого анализа (k-shell-разложения) для определения того, благодаря чему появляется сознание. Общепринятая гипотеза о появлении сознания сейчас гласит, что для появления сознания мозг должен объединить различную информацию из разных областей своей сети. По мнению профессора Джулио Тонони из Висконсинского университета, как только объем объединенной мозгом информации превышает определенный лимит, то появляется сознание.
Ученые из Израиля планируют изучить связи всего мозга, а не только коры. Это, по их мнению, позволит понять, как совместная работа нейронов приводят к созданию сети и появлению сознания. Причем ответ на этот вопрос специалисты надеются при помощи физики и математики.
В Гарварде считают, что нашли физический центр человеческого сознания
Группа ученых под руководством президента Института Аллена по изучению мозга Кристофа Коха разработала методику, позволяющую получить трехмерное изображение отдельного нейрона. С ее помощью они обнаружили три нейрона, дендриты которых распространяются по всему мозгу. Об этом сообщается на сайте издательского дома Nature.
Биологи проследили за расположением отростков трех нейронов, тела которых находятся в клауструме - тонкой пластинке из серого вещества, расположенной под корой больших полушарий мозга. Как полагает Кох на основе более ранних исследований, клауструм может играть решающую роль в работе сознания.
Проследить за расположением всех дендритов нейрона, используя традиционные методы, довольно сложно. Ученые из группы Коха вывели линию ГМ-мышей, у которых воздействие определенного вещества активирует некоторые гены в клауструме. Когда мышей кормили пищей с небольшим количеством вещества, лишь несколько нейронов получали его достаточно, чтобы активизировать гены. Это приводило к выработке флуоресцентного белка, распространяющегося по всему нейрону. Далее с помощью компьютерной программы создавалось трехмерное изображение клеток.
Биологи представили метод, позволяющий проследить за дендритами конкретного нейрона
Оригинал взят у nature_wonder в Зачем одной клетке связь со всем мозгом?
Гигантский нейрон, опоясывающий отростками весь мозг мыши. Его открыли недавно, в Allen Institute for Brain Science, применив новую технику визуализации. Тело нейрона находится в области под названием клáуструм (Claustrum), а это интригующее место. Клауструм -- тонкая пластинка серого вещества под корой в центре мозга, есть и у человека, но изучена слабо. И роль ее не вполне понятна.
A digital reconstruction of a neuron that encircles the mouse brain
В статье 2005 года Фрэнсис Крик и Кристоф Кох высказали догадку, что клауструм дает начало процессам сознательного восприятия. Крик умер еще до публикации, но как поведал Рамачандран, когда он последний раз виделся с Криком, тот сильно был увлечен Claustrum.
“Уже когда я прощался, Крик сказал: «Рама, я думаю, секрет сознания скрыт в клауструме. Иначе зачем эта крошечная структура подключена ко столь многим областям мозга?». И он заговорщически подмигнул мне”.
Спустя 10 лет после смерти Крика доктор Кубесси лечил от эпилепсии 54-летнюю женщину. Один из электродов был вживлен глубоко в мозг в область клауструма. Когда его включили, пациентка впала в ступор. Она не отвечала на вопросы и безучастно смотрела в пространство. Дыхание ее замедлилось. Когда стимуляцию прервали, она пришла в себя и ничего не помнила о том, что с ней случилось. Так происходило всякий раз, когда включали тот самый электрод, на протяжении двух дней, пока искали нужную зону для лечения. Пресса объявила, что найден переключатель сознания в мозге.
То был единичный случай, по медицинской необходимости. На нескольких людях такие опыты ради научного любопытства не проведешь. И клауструм все еще скрывает тайну, если она у него есть.
Кристоф Кох, второй автор той статьи 2005 года, еще полон сил, хотя и приуныл в последние годы из-за тщетности попыток узнать природу сознания методами нейронаук. Но у него на руках все карты -- ведь именно он руководит Allen Institute for Brain Science. Кох и открыл этот гигантский нейрон: нет сомнений, что то была его идея, отследить проекции клеток из клауструма.
A giant neuron found wrapped around entire mouse brain -- Nature News, 2017
На Ленте публика проще и сразу заявили: Группа нейробиологов под руководством Кристофа Коха нашла свидетельства того, что клауструм может порождать сознание. Ученые обнаружили в этой структуре гигантский нейрон, который обволакивает своими отростками весь наружный слой мозга и опосредует взаимодействие между различными его областями. Об этом сообщает издание Nature.
Назван источник сознания в мозге человека
Тут что еще любопытно, говорят именно о дендритах - отростках нейронов, принимающих сигналы от других нейронов. После чего эти сигналы обрабатываются в теле нейрона по некоему алгоритму, после чего выходной сигнал передается по аксону. Или не передается, если таков был результат работы того алгоритма. Так вот про аксоны этих трех обнаруженных нейронов, куда они идут или могут идти ни в одном материале ничего не написано. Ставлю на префронтальную кору, но... Еще нюанс, нейрон вызвал отключение сознания при его активации. То есть в норме он не активен, а включается, допустим, во время глубокого сна. Но это один нейрон (или не один? сколько за раз нейронов активировал тот электрод? а показанная визуализация - это мышь, сколько таких у человека?) другие с тем же успехом могут пробуждать ото сна или переключать мозг еще в какие-то состояния.
Раз уж речь зашла о сознании, то один из гипотетических механизмов сознания опирается на взаимодействие с "отражением" - с моделью самого себя. Другими словами в сознающей системе должны наблюдаться рекурсивные потоки сигналов вообще и в областях, связанных с социальным взаимодействием в частности (зеркальные нейроны?). Собственно возникла мысль, вряд ли для этого необходимы несколько различных структур, которые общаются друг с другом, достаточно одной, но работающей с разными входящими данными, плюс место для хранения и сравнения этих данных.
Подумалось еще, что эта глобальная сеть может фиксировать текущую фазу этого "внутреннего диалога" (в кавычках потому, что под этим подразумевается несколько другое явление, хотя, возможно, работающее на том же принципе). И еще, некоторые из проявлений шизофрении вызываются тем, что сознание не считает некоторые из действий собственного мозга за таковые. Может некачественная работа данной сети ответственна и за это?
Тогда уж еще одну статью вытащу из закладок, в которой тоже вроде бы нашли центр сознания:
«Мы впервые обнаружили связь между той областью ствола головного мозга, который отвечает за бодрствование и областях, которые делают возможным мыслительный процесс. Элементы головоломки сложились в единое целое, указывая на то, что эта связь играет роль в сознании человека», - заявил Майкл Фокс из Медицинского центра Beth Israel Deaconess в Гарвардской медицинской школе.
Исследователи ранее уже продемонстрировали, что за бодрствование отвечает мозговой ствол - часть мозга, которая работает в качестве связующего звена между спинным и головным мозгом. Эта область регулирует активность человека и животных, отвечая за сон и активность, а также за дыхание и сердцебиение.
Что касается мыслительного процесса, осознания себя, долгое время считалось, что за это отвечает лишь кора головного мозга, какая-то ее часть или вся кора в целом. Гарвардские ученые высказали мнение, что в этом процессе принимают участие два определенных участка коры головного мозга. Система из мозгового ствола и этих двух участков, говорят специалисты, и является физическим центром сознания человека.
...
Около недели назад по схожей теме была опубликована работа ученых-физиков из университета имени Бар-Илана в Израиле. Эта команда решила использовать теорию сетей для того, чтобы определить степень зависимости мозга человека объединять данные и вести сознательную активность от структуры нейронов коры головного мозга. Для этого ученые просканировали при помощи все того же МРТ серые области коры мозга человека. Белое вещество тоже просканировали, но уже при помощи диффузионной спектральной томографии.
После этого израильские физики решили использовать методику сетевого анализа (k-shell-разложения) для определения того, благодаря чему появляется сознание. Общепринятая гипотеза о появлении сознания сейчас гласит, что для появления сознания мозг должен объединить различную информацию из разных областей своей сети. По мнению профессора Джулио Тонони из Висконсинского университета, как только объем объединенной мозгом информации превышает определенный лимит, то появляется сознание.
Ученые из Израиля планируют изучить связи всего мозга, а не только коры. Это, по их мнению, позволит понять, как совместная работа нейронов приводят к созданию сети и появлению сознания. Причем ответ на этот вопрос специалисты надеются при помощи физики и математики.
В Гарварде считают, что нашли физический центр человеческого сознания