През 1797 г. британският адмирал Хорацио Нелсън губи дясната си ръка след ампутация. Операцията спасява живота му, но според легендата единственото обезболяващо, което му предлагат, е глътка ром.

През по-голямата част от човешката история дори отстраняването на крайник се извършва, докато пациентът е в пълно съзнание. Появата на общата анестезия през 1846 г. променя медицината из основи – за първи път съзнанието може временно да бъде „изключено“.

Днес всяка година по света се извършват над 350 млн. операции под обща анестезия. Въпреки огромното ѝ значение учените все още не разбират напълно как тези лекарства ни лишават от съзнание. Новите изследвания обаче постепенно разкриват не само механизмите им, но и някои от тайните на самото човешко съзнание, пише BBC. 

Учени проучват как продължителната микрогравитация влияе върху ориентацията, възприятието и когнитивните функции и дали животът извън Земята в продължение на поколения може постепенно да промени начина, по който функционира човешкият организъм

Как животът в Космоса може да промени човешкия мозък и съзнание?

Универсален сън

Съществуват различни видове анестетици. Едни блокират болката, други предизвикват сънливост и отпускане, а общите анестетици водят до загуба на съзнание и премахват усещането за случващото се наоколо.

За тази цел могат да се използват вещества с много различен химичен състав – от газове като ксенона, който рядко намира приложение, до пропофола, един от най-разпространените общи анестетици.

Общото между тях е, че нарушават комуникацията между нервните клетки в мозъка. Изследвания с магнитен резонанс показват цялостно намаляване на мозъчната активност. Все още обаче не е ясно как точно този процес води до загуба на съзнание и дали за това е необходимо потискането на целия мозък, или определени области имат решаваща роля.

„Дори ако целият мозък се изключва, той е толкова силно взаимосвързан, че е много трудно да установим какво предизвиква този глобален срив“, обяснява Ник Франкс, професор по биофизика и анестезиология в Imperial College London. По думите му мозъчните сканирания показват, че някои области са по-чувствителни и прекратяват активността си по-рано от други.

Сред тях е таламусът – структура дълбоко в мозъка, която изпълнява ролята на своеобразен комуникационен център между различни области. Той изглежда е сред първите, които намаляват активността си при обща анестезия. Таламусът има важна функция и при заспиването и поддържането на съня, което поражда въпроса дали анестетиците не използват естествените механизми на мозъка за сън.

„Ако поставите животно под анестезия и след това стимулирате много специфична част от таламуса, можете да го събудите“, отбелязва Франкс. Подобни изследвания показват, че чрез стимулиране на таламуса могат да бъдат събудени и някои хора в кома. Засега обаче няма достатъчно доказателства, че именно тук се крие основният механизъм на анестезията.

Други учени насочват вниманието към мозъчната кора – външния нагънат слой на мозъка, който според някои теории е основното място, свързано със съзнанието. Значение вероятно имат и челният и теменният дял, отговорни съответно за сложни когнитивни процеси и обработването на сетивна информация.

Допълнителните един до два часа сън могат да смекчат част от ефектите на недоспиването, но не заличават напълно натрупания дефицит, докато прекалено дългото спане може да наруши естествения ритъм на организма

Може ли сънят през уикенда да компенсира недоспиването през седмицата?

Трето състояние

Натрупват се и доказателства, че мозъкът може да изпада в междинно състояние, което не е нито пълна будност, нито пълно безсъзнание.

За повечето хора общата анестезия означава пълна загуба на съзнание и липса на спомени от операцията. При приблизително един на 15 000 пациенти обаче след събуждането остават спомени за отделни моменти от интервенцията – явление, известно като непреднамерено осъзнаване по време на анестезия.

Анестезиологът Джайдип Пандит от Oxford University Hospitals смята, че тези случаи могат да сочат към съществуването на „трето състояние“ между будността и безсъзнанието.

При експеримент Пандит дава на пациенти анестетик и мускулен релаксант, но чрез турникет предотвратява действието на релаксанта върху едната предмишница. Така те могат да движат ръката си, въпреки че останалата част от тялото е обездвижена. Около една трета успяват да стиснат пръстите на изследователя по команда, без да показват други признаци, че са будни или изпитват болка. Според Пандит това може да е свидетелство за междинно ниво на съзнание.

Какво разкрива анестезията за съзнанието?

Така нареченият „труден проблем“ на съзнанието остава една от големите нерешени загадки на науката. Анестезията предоставя необичайна възможност за изследването му, защото позволява съзнанието да бъде временно и контролирано потиснато.

Неврологът Андреа Лупи от Университета в Кеймбридж изследва с функционален магнитен резонанс как се променя мозъкът под обща анестезия. Той се интересува най-вече от функционалната свързаност – начина, по който различните мозъчни области комуникират и координират дейността си.

Когато сме будни, този модел на активност е толкова индивидуален, че може да служи почти като „пръстов отпечатък“ на конкретния човек. Лупи и колегите му установяват, че под анестезия тези индивидуални различия намаляват и мозъците на отделните хора започват да си приличат повече.

В новата си книга Майкъл Полан се потапя в лабиринтите на човешкия ум

Очарователната, но неуловима мистерия на съзнанието

Още по-интересно е, че човешкият мозък в това състояние става по-трудно различим от този на други примати. Това подсказва, че сред най-силно засегнатите от анестезията са мозъчни области, появили се сравнително късно в човешката еволюция.

Според Лупи един от ключовите ефекти на общата анестезия е прекъсването на комуникацията между отдалечени части на мозъка. В будно състояние области могат да взаимодействат дори когато нямат пряка връзка помежду си. Под анестезия подобен обмен почти изчезва и комуникацията се ограничава предимно до непосредствено свързани структури.

Тези резултати подкрепят идеята, че съзнанието вероятно не се намира в една конкретна част на мозъка. Вместо това то може да възниква от координираната работа на множество взаимосвързани центрове. Ако връзките между тях бъдат прекъснати, цялата система престава да функционира по същия начин.

Изследването на анестезията може да помогне и за разбирането на вещества като LSD и псилоцибина. Докато анестетиците ограничават комуникацията между различните мозъчни области, психеделиците изглежда действат в обратната посока – създават нови връзки между тях.

Въпреки напредъка науката все още е далеч от окончателен отговор на въпроса как възниква човешкото съзнание.

„Разбирането ни за съзнанието е доста примитивно“, признава Борис Хайфец, преподавател по анестезиология, периоперативна медицина и медицина на болката в Stanford University.