Нейронные связи остаются в центре внимания современной науки. Ученые объясняют ими память, восприятие, обучение и даже сознание. Микроскопические контакты между клетками мозга передают чувства, информацию и способны отвечать за каждую сторону нашего сложного сознания — по крайней мере, теоретически.
Тэмлин Хант из Калифорнийского университа в Санта-Барбаре, работающий на стыке философии и нейронауки, выдвинул альтернативную гипотезу в статье для Scientific American. По его мнению, основным механизмом сознания может быть эфаптическое поле — электромагнитное взаимодействие нейронов без образования физической связи между ними.
Еще в 1943 году американские ученые описали нейронный код мозга. Они картировали его по активности нейронов, принимая ее равной 0 или 1 — как в компьютере. Но это ни на йоту не подвинуло человечество к пониманию сознания.
«Самая очевидная пропасть в нашем понимании — это все то, чего мы не встретили на пути от глаза к руке. Все, что я не смог рассказать вам о разуме, потому что мы так мало знаем о том, как нервные импульсы его создают», — признался нейробиолог Марк Хамфрис в книге 2020 года «Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды».
Исследователи мозга давно предполагают, что существует ряд других способов, помимо синаптических связей, с помощью которых нейроны могут общаться — включая такой малоизвестный механизм, как эфаптическая связь. Она возникает из-за взаимодействия электромагнитных полей — в более крупных масштабах, чем локальные нанометровые электрические импульсы в синапсах.
Подтверждением может быть сетчатка глаза — по мнению некоторых медиков, филиал мозга, вынесенный за его пределы. Нейроны в ней используют электродиффузию вместо традиционного формирования связей, и это обеспечивает невероятную пропускную способность зрительного нерва.
Эфаптическое полевое взаимодействие подтверждено экспериментально. В 2019 году в лаборатории Case Western Reserve Доминика Дюрана разрезали гиппокамп мыши, и его половинки продолжали взаимодействовать, пока их не удалили на расстояние более 400 микрон друг от друга. Результаты опытов показались рецензентам настолько невероятными, что они потребовали их повторить, прежде чем одобрили публикацию.
Другая группа ученых сравнила скорость распространения эфаптических полей в различных тканях и обнаружила, что в сером веществе она примерно в 5000 раз стремительнее нейронных связей.
Накоплено немало экспериментальных свидетельств роли синаптической активации нервных клеток в осуществлении движения, слуха, осязания и многого другого, но, учитывая гораздо большую плотность информации в эфаптических полях, их всепроникаемость и скорость, было бы крайне странно, если бы природа не использовала этот эффект для важных функций мозга.
И похоже, она это сделала. Легендарный нейробиолог из Калифорнийского университета в Беркли Уолтер Фримен писал, что традиционные скорости синаптической активации не могут объяснить скорость когнитивных функций, которую он наблюдал на протяжении многих лет у кроликов и кошек.
Серия недавних открытий в области электромагнитных взаимодействий в головном мозге предлагает убедительное объяснение этой скорости. А из основанной на этих открытиях статьи в Frontiers in Psychology следует, что эфаптические полевые эффекты могут быть на самом деле основным механизмом сознания.
Предложена новая теория сознания
Квантовая запутанность в нейронах может объяснить сознание
Чтобы компенсировать задержки восприятия, мозг предсказывает будущее