خود آگاهی ممکن است به دلیل تعادل در ارتباط بین نورون‌های مغز انسان باشد

آیا رنگ زردی که من می‌بینم دقیقا همان رنگ زردی است که شما می‌بینید؟ آیا دردی که من احساس می‌کنم همان دردی است که شما احساس می‌کنید؟ اینکه آگاهی انسان «ذهنی» (Subjective) یا «عینی» (Objective) است، تا حد زیادی یک پرسش فلسفی به حساب می‌آید. ولی تعیین مرز بین خودآگاهی و عدم خودآگاهی آسان‌تر است. در پژوهش جدیدی که روی چگونگی تاثیر داروهای بیهوشی بر مغز انجام شده، دانشمندان می‌گویند که تجربه‌ی ما از واقعیت، محصول تعادلی ظریف در ارتباطات بین نورون‌های عصبی در مغز است. اگر این ارتباطات بیشتر یا کمتر بودند، خودآگاهی از بین می‌رفت.

عصب‌شناسی به نام «ملانی بولی» (Melanie Boly) از دانشگاه ویسکانسین مدیسون که البته در این پژوهش دخیل نبوده می‌گوید: «این مطالعه‌ی خیلی خوبی است. نتیجه‌ای که به آن رسیده‌اند واقعا قانع‌کننده به نظر می‌رسد.» مطالعات قبلی که روی مغز انجام شده بود، نشان می‌داد مغز باید همزمان داده‌ها را از حسگرهای مختلف بدن دریافت و پردازش کند تا آگاهی بوجود آید. برای مثال شناختی که از یک پرتقال بدست می‌آوریم، از مجموع داده‌های تصویری، بویایی، مزه‌ای، لمسی و تجربیات قبلی ما از این میوه بوجود می‌آید. مغز همه‌ی داده‌های ورودی از پنج حس بدن را گرد هم می‌آورد و تجربه‌ی ذهنی و لحظه‌ای ما از این پدیده را می‌سازد.

«انزو تاگلیازوچی» (Enzo Tagliazucchi) و همکارانش برای اینکه به دنبال نشانه‌هایی از خودآگاهی در مغز بگردند، از دارویی به نام پروپوفول که نوعی داروی بیهوشی است و در جراحی‌ها به کار می‌رود استفاده کردند. آن‌ها این دارو را به داوطلبان شرکت در آزمایش تزریق کردند و سپس آن‌ها را زیر دستگاه fMRI قرار دادند. این دستگاه می‌تواند جریان خون در مغز را به صورت تصویر نشان دهد. جریان خون نیز به نوبه‌ی خود می‌تواند فعالیت‌های الکتریکی نورون‌های داخل مغز را مشخص کند. گروه پژوهشی ۱۲ داوطلب را در چهار حالت هشیار، تحت تاثیر دارو و قبل از بیهوشی، در حالت اغما و سپس ریکاوری آزمایش کردند.

نتیجه‌ی این آزمایش در ژورنال «رویال سوسایتی اینترفیس» (Royal Society Interface) منتشر شد و نشان داد که فعالیت مغز در دو حالت هوشیاری و عدم هوشیاری کاملا متفاوت است. به هنگام هوشیاری کامل، مغز شرکت کنندگان فعالیت دائمی داشت و دستگاه fMRI نشان داد که وقتی مغز جریان خودآگاهی لحظه به لحظه را می‌سازد، تعداد زیادی شبکه‌‌ی ارتباطی‌ بین نورون‌ها فعال می‌شود. وقتی داروی پروپوفول به بدن آن‌ها وارد شد، ارتباطات شبکه‌های مغز کاهش یافت.

نتایج نشان داد که در مغز یک سطح بهینه‌ی ارتباطات بین نورون‌ها وجود دارد که بیشترین مسیرهای ممکن بین نورون‌ها را می‌سازد. اگر هر نورون را بتوانیم یک گره در شبکه بدانیم، هوشیاری ممکن است نتیجه‌ی ارتباط حداکثری نورون‌ها در این شبکه باشد. ولی شبکه‌هایی که بیشترین نظم ممکن را دارند، لزوما بیشترین میزان فعالیت عصبی را ندارند. یعنی اگر ارتباطات از حدی بیشتر بود، این سطح از خودآگاهی وجود نداشت.

اگر هر یک نورون عصبی مستقیما به نورونی دیگر وصل بود، مغز خیلی همگن می‌شد و یک سیگنال از سیگنال بعدی غیر قابل تمیز بود. همه‌ی آن‌ها با هم فعال یا غیر فعال می‌شدند. در عوض خودآگاهی ممکن است بر اثر نوعی تعادل خیلی ظریف بوجود آمده باشد که باعث می‌شود مغز بتواند بیشترین تعداد مسیرهای ارتباطی بین نورونی برای بوجود آوردن معنا را انتخاب کند. پژوهشگران این نقطه‌ی تعادل را «نقطه‌ی بحرانی» می‌نامند.

تاگلیازوچی می‌گوید: «مثل این است که خودروهایی در حال رفت و آمد در خیابان باشند. اگر همه‌ی خودروها همیشه به یک صورت حرکت کنند و همیشه از نقطه‌ی A به نقطه‌ی B بروند، در آخر روز شما نمی‌توانید به خوبی شهر را درک کنید. ولی اگر آن‌ها به هر نقطه‌ی شهر که می‌توان رفت، بروند شما با دیدن آن‌ها به نقشه‌ای دست می‌یابید که خیلی شبیه به نقشه‌ی واقعی شهر است. در نقطه‌ی بحرانی، خودروها خیابان‌های شهر را به صورت بهینه می‌پیمایند.»

با این حال آن‌چه باعث می‌شود مغز بین حالت‌های آگاه و ناآگاه حرکت کند هنوز مشخص نیست. بویل می‌گوید: «اگر در نقطه‌ی بحرانی باشید، در مغز شما حسابی هرج و مرج است. اگر دور از آن باشید، خیلی همگن و پایدار است.» این پایداری می‌تواند نشان دهد چرا در آوردن افراد از حالت کما این قدر مشکل است. تاگلیازوچی امیدوار است با فهمیدن اینکه کجا این نقطه‌ی بحرانی دروغ می‌گوید و اینکه چگونه باقی می‌ماند، بتوانند راحت‌تر بیمارانی که به اغما رفته‌اند را هوشیار کنند.