Сознание человека сокрыто в электрических полях нашего мозга. К такому выводу пришли ученые в результате новых исследований и последних открытий в области исследования мозга.
«Эфаптические поля»
Современная нейронаука сосредоточена на изучении нейронов и их сигналов, известных как «spikes» (англ. шипы), которые отвечают за восприятие и память. Эти сигналы переносят сенсорную информацию и, как предполагается, формируют наше сознание. Однако детали так называемого «нейронного кода» остаются загадкой.
Альтернативный механизм, известный как «эфаптические» полевые эффекты, может быть основным двигателем сознания и познания. Эти эффекты возникают благодаря электрическим полям нейронов, а не их синапсам, и, по мнению ученых, играют ключевую роль в работе мозга.
В 1943 году ученые предложили концепцию нейронного кода, или спайк-кода. Они создали детальную модель того, как логические операции могут осуществляться в нейронных сетях по принципу «всё или ничего», подобно тому, как работают современные компьютеры. С тех пор нейробиологи по всему миру активно пытаются расшифровать нейронный код, чтобы лучше понять, как работают познание и сознание, но пока безрезультатно.
Исследователи признают, что нейроны общаются множеством способов, включая эфаптическую связь, которая возникает благодаря взаимодействию электромагнитных полей в мозге. Например, нейроны сетчатки могут передавать сигнал без нервных импульсов, используя электродиффузию для быстрой передачи информации в зрительный нерв.
Эфаптические поля образуются в результате электрических и магнитных взаимодействий, поддерживающих работу клеток. Исследования показывают, что эти поля оказывают значительное влияние на мозг.
Открытие Доминика Дюрана
Эффекты эфаптических полей привлекли внимание ученых после публикации в 2019 году работы, проведённой в лаборатории Доминика Дюрана из Западного резервного университета Кейза. Эта лаборатория доказала, что кора головного мозга мышей активируется без участия синаптических связей, благодаря взаимодействию эфаптических полей.
Команда Дюрана разделила срез гиппокампа мыши пополам и измерила потенциал напряжения, который проходил вверх и вниз по срезу. Напряжение оставалось практически неизменным, что свидетельствует о сильном воздействии эфаптических полей. Это влияние ослабевало после разделения срезов на расстояние более 400 микрон.
Рецензенты посчитали эти результаты впечатляющими и потребовали их повторения два раза.
Другая команда сравнила скорость распространения эффектов эфаптических полей в различных тканях и обнаружила, что скорость распространения в сером веществе в 5000 раз превышает скорость нейронной активности. Это означает, что то, на что у обычных спайков уходит одна секунда, может быть выполнено за тот же промежуток времени 5000 раз благодаря эфаптическим эффектам. Плотность информации от эфаптических полей в 125 миллиардов раз превышает плотность информации от синаптической активности.
Хотя важность синаптического механизма подтверждается многими данными, эфаптические эффекты могут быть не менее значимыми. Уолтер Фримен считал, что обычная скорость синапсов не может объяснить когнитивные функции. Современные исследования эфаптических полей предлагают надежный механизм для объяснения когнитивной деятельности.
Важно помнить, что речь идет о потенциальной плотности информации, и неизвестно, насколько мозг использует этот потенциал. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, насколько полно реализуются эфаптические эффекты в мозге.
Что это значит?
Эфаптические эффекты, проявляющиеся в передаче сигналов без синапсов, могут быть критически важными для когнитивных функций. Это подтверждается новыми исследованиями, которые показывают их значение для быстрой координации и сознания. Например, Уолтер Фримен в 2006 году обнаружил, что стандартные модели синаптической передачи не могут объяснить высокую скорость когнитивного развития у животных. Наши теоретические работы предполагают, что эфаптические эффекты могут быть главным механизмом сознания. Исследование Костаса Анастасиу и Кристофа Коха также подтверждает важность эфаптических связей для быстрой координации и сознания, даже при отсутствии быстрых синапсов. Эти результаты могут существенно изменить наше понимание работы мозга и дать ответы на то, как работает наше познание и сознание!
Насколько важны эти данные для дальнейшего прогресса в понимании работы мозга? Какие вопросы они поднимают и какие перспективы открывают? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии ниже.