Переход от бодрствующего состояния к бессознательному — это явление, которое давно привлекало интерес ученых и философов, но как это происходит, оставалось загадкой — до сих пор. Благодаря исследованиям на крысах группа исследователей из Университета штата Пенсильвания определила точный момент потери сознания из-за анестезии, составив карту того, что происходит в разных областях мозга в этот момент.

Исследование имеет значение для людей, а также для других типов потери сознания , таких как сон, говорят исследователи. Они опубликовали свои результаты в Advanced Science .

«Люди в области нейробиологии, как правило, понимают, что происходит с пациентом, находящимся под наркозом, на молекулярном уровне », — говорит соавтор Наньин Чжан, заведующий кафедрой нейровизуализации имени Дороти Фоэр Хак и Дж. Ллойда Хака и профессор биомедицинской инженерии в Университете штата Пенсильвания.

«Но на так называемом системном уровне — то есть на том, как различные области мозга или нейронные цепи изменяют свою функцию в ответ на анестетики и потерю сознания — это было не очень ясно. Наше исследование было направлено на изучение этого неизвестного».

Для этого исследователи объединили два разных метода: электрофизиологические исследования и функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ). Измеряя электрофизиологические сигналы — или электрическую активность — в мозге очень быстро с течением времени, исследователи определили точный момент, когда крыса перешла из бодрствующего состояния в бессознательное.

Затем они наложили эти данные с временными метками на карту активности всего мозга, полученную с помощью фМРТ, чтобы исследовать различные области мозга во время этого перехода.

«Мы обнаружили, что в мозге есть три области, в которых наблюдаются кратковременные изменения активности в момент потери сознания: медиальная префронтальная кора , гиппокамп и таламус», — сказал Чжан.

«Хотя в существующей научной литературе эти регионы упоминаются как связанные с бессознательными состояниями, наше исследование было первым, которое показало, как эти регионы могут взаимодействовать друг с другом и какую роль они могут играть в момент потери сознания».

Исследователи заявили, что предыдущая работа также не указала, была ли активность в этих трех регионах причиной или следствием потери сознания. Результаты Чжана и его команды предполагают, что потеря сознания может быть вызвана последовательными событиями в этих трех регионах, в то время как увеличение активности в других регионах коры может быть следствием, а не причиной потери сознания, по словам Чжана.

«Хотя результаты не обязательно были неожиданными, они действительно дают новое представление о роли этих областей мозга в потере сознания», — сказал Чжан.