무의식 중에 두뇌에서 일어나는 일
새로운 연구는 뇌 영역 간의 의사 소통의 붕괴를 탐구합니다.
마취 상태에서 두뇌 영역 간의 의사 소통은보다 현지화됩니다.
출처 : iStock / torwai
마취 중 수술에 대한 첫 번째 시위는 1846 년에 일어났습니다. 1847 년에 사람들은 이미 의식을 잃었을 때 뇌에서 어떤 일이 벌어지고 있는지에 대해 이미 이론을 세우고있었습니다. 170 년이 지난 지금도 우리는 여전히 궁금해하고 있습니다. 신비는 모든 형태의 무의식, 즉 수면, 진정 작용, 깊은 마취 및 혼수 상태에 대한 것입니다. 그러나 미시간 의학 연구원 팀의 최근 논문 3 개는 우리가 무의식 상태에 빠졌을 때 우리의 뇌가 반응하는 방식에 대해 우리가 알고있는 것에 조금 추가했습니다.
3 개의 논문 모두에 대한 저자 인 조지 마 슈어 (George Mashour)는 “전등 스위치가 꺼지는 것과 달리 단절의 과정이 더 중요하다”고 말합니다. “정보가 처리되는 방식의 본질은 실제로 중요합니다.”즉, 뇌는 마취하에 마비되지 않습니다 (매우 높은 용량의 마약으로도 그렇게 할 수는 있지만). 대신에, 뉴런이 서로 의사 소통하고 신호를 보내는 방식이 점차 국소화되어 격리 된 섬을 만듭니다. 그 상태에서 전체 뇌에 걸리는 연결성은 훨씬 적습니다. 신경 생리학 자 안소니 후 데츠 (Anthony Hudetz)와 물리학자인 운철 리 (Uncheol Lee)를 포함하는 마샬 (Mashour)과 그의 팀에 따르면, 대화는 모두 장거리가 아니라 로컬이다.
미시간 의과 대학의 의식 과학 센터의 책임자 인 Mashour는 의식을 조사하는 마취과 의사의 풍부한 전통의 일부입니다. 의사들은 사람들을 사로 잡고 다시 끌어 당기기 때문에 놀라운 관심이 아닙니다. 의식에 대해 이야기 할 때 Mashour는 자유 의지 또는 자의식을 의미하지 않습니다. “우리는 주로 경험에 대해 이야기하고 있으며 정보의 통합 또는 합성은 의식 경험에 중요합니다.”
하버드 대학의 거주자 인 2004 년 그는 자신이 현재하고있는 일의 씨앗을 뿌린 이론을 발표했다. “나는 스스로에게 질문을하고 있었는데, 왜 마취는 작동 하는가?”라고 말했습니다. 당시 정보 통합의 역할 또한 인지 바인딩 (cognitive binding)으로 알려진 신경 과학은 신경 과학에있어 커다란 문제였습니다. 사람들은 시력과 청각과 같은 다른 감각 영역에서 뇌의 다양한 영역이 어떻게 전달되는지를 알고 싶어했습니다. “두뇌는이 모든 정보를 모아서 어떻게 완벽하게 통합 된 경험을 제공합니까?”라고 Mashour는 말합니다. “내가 제안한 바는 아마도 모든 것을 차단함으로써 오히려 마취제가 작동 할뿐만 아니라 오히려 이러한 통합 과정을 억제한다는 것입니다. 어쩌면 마취는 일종의인지 적 연결 해제 일 수 있습니다. ”
이런 식으로 생각하는 사람은 마 수어 뿐이 아닙니다. 특히 수면과 의식의 전문가 인 위스콘신 대학교 (University of Wisconsin)의 신경 과학자 인 줄리오 토노 니 (Giulio Tononi)는 뇌에 정보를 통합하는 것과 관련된 중요한 이론을 발표했다. 철학을 공부하는 학업 생활을 시작한 마 수어 (Mashour)는 그 이후로 계속 질문에 대한 연구를 계속해 왔습니다.
신경 과학의 Trends, Journal of Neuroscience 및 Human Neuroscience의 Frontiers에 게재 된 각 그룹의 최근 논문은 무의식 상태의 두뇌에서 의사 소통 장애의 약간 다른 부분을 다루고 있습니다. 이 연구는 진정 작용, 외과 적 마취, 식물 상태 등 다양한 신경 영역을 분석하여 의사 소통이 더욱 국한화 될뿐만 아니라 정보 처리가 느려지는 것을 보여주었습니다. 뇌의 전기적 활동을 도청하기 위해 EEG를 사용하여 팀은 뇌에서 정보 통합을 측정하는 복잡한 작업을보다 관리하기 쉽게 만들었습니다. 그들은 자신들의 측정을 기반으로 공부하고있는 다양한 의식 상태를 확인할 수있었습니다.
본질적으로, 그들은 두뇌 네트워크에서 “모듈화의 상태”라고 부르는 것을 측정 할 수있었습니다. “모듈성은 뇌가 어떻게 연결되어 있는지를 측정합니다.”라고 마 수어 (Mashour)는 말합니다. “섬이 많을수록 모듈성이 높아지고 통합 수준이 낮아집니다.”
잠은 어떡하지? 의식 연구자들은 수면과 마취를 특정 특징을 공유하는 별개의 상태로 생각한다고 마 수어 (Mashour)는 말한다.
[이 작품]은 마취 상태 또는 무의식 상태의 주요 특징 중 하나는 네트워크의 고장 또는 파편이 있다는 것입니다. 이것은 또한 수면을 위해 나타났습니다. 그것은 의식의 특정 장애가있는 것으로 나타났습니다. 일관된 주제로 부상하고 있다고 생각합니다.
이러한 모든 무의식 상태가 뇌의 유사한 통신 장애를 보여 주지만, 중요하고 흥미로운 차이점은 우리가 어떻게 그로부터 나와 있는지입니다. “왜 환자를 흔들면서 몇 초 안에 수면을 되돌릴 수 있습니까? 마약을 중단 한 후 몇 분 안에 마취를 되돌릴 수 있지만, 병리학 적 상태에서 회복하려면 수 년이 걸릴 수 있습니다.” Mashour에게 묻습니다. 그와 다른 사람들은 언젠가 연구자가 이러한 차이의 근원이 무엇인지 더 잘 이해할 수 있다면 그러한 지식이 사람들이 혼수 상태 나 식물 상태에서 벗어날 수 있도록 도움을주기를 희망합니다. “우리는 뇌가 마취 상태에서 벗어날 때 뇌가하는 것처럼이 상태의 출현을 공학적으로 또는 재 공학적으로 생각할 수 있습니다.”라고 마 수어 (Mashour)는 말합니다.
Mashour는 그러한 임상 적 함의를 넘어 인간의 경험에 대해 우리가 알고있는 것에 그의 작업이 계속 추가되기를 희망합니다. “우리는 마취를 잘 모니터링하는 방법을 이해하려고 노력하고 있습니다. 그러나 마스코어는”동전의 다른면은 우리가이 마취제를 뇌의 의식이 무엇인지 알아보기위한 도구로 사용한다는 것입니다. ”
저작권 : Lydia Denworth 2018.
참고 문헌
Huang, Zirui, et al. “본질적인 BOLD 신호 동역학의 시간 체계 및 약물 학적 및 신경 병리학 적 상태에서 무의식 상태에서의 기능적 연결성”Journal of Neuroscience (2018) : 2545-17.
Mashour, George A., Anthony G. Hudetz. “대규모 뇌 네트워크에서의 무의식의 신경 상관 관계”신경 과학의 동향 (2018).
Kim, Hyoungkyu, et al. “인간의 다양한 의식 상태에서의 고밀도 뇌파 검사에서의 통합 정보 측정 Phi 추정.”Human Neuroscience 12 (2018)의 프론티어 : 42.
