지옥은 대단한 것일까 요?

그것의 주관적 특성을 고려할 때, 의식 은 이미 뇌 과학의 세계에서 논쟁의 여지가있는 주제입니다. 일부 신경 과학자들은 의식이 연구 될 수 있다고 의심하지만, 다른 사람들은 여전히 ​​주관적 인식을 뒷받침하는 뇌의 부분을 확인하기 위해 노력합니다. 메릴랜드 주 베데스다에서 열리는 신경 과학자 모임 2 월 15 일에 발표 된 발표에 따르면 의식을 다시 한번 이해하는 데 도움이 될 것입니다. Christof Koch 가 이끄는 신경 과학자 은 대뇌 피질 전체에 섬유를 전달하는 밀림 (claustrum)으로 알려진 상대적으로 모호한 두뇌 영역에서 뉴런을 발견했다. 프리젠 테이션에 표시된 한 개의 뉴런은 거대한 섬유로 "가시관"처럼 뇌를 삼켰습니다. 네이처 뉴스에 따르면 "코흐 박사는 이것을 폐허가 뇌의 입력과 출력을 조정하여 의식을 만들어 낼 수 있다는 증거로보고 있습니다."

한 뇌 영역이 의식의 핵심 게이트 키퍼로서 특권적인 지위를 차지할 것이라는 가설은 처음에는 거의 모든 의식 이론에 회의론을 품는 공동체에서 논쟁을 불러 일으킬 것입니다. 그러나 우리가이 가설의 타당성을 탐구하기 전에 , 도대체 무엇이 폐석인가?

대뇌 피질, 소뇌, 편도선, 수질 등과 같은 친숙한 친구와 달리, 밀실은 결코 만난 적이없는 아파트 건물의 신비한 이웃처럼 느껴집니다. 우리가 폐허에 대해서 이야기 할 때, 우리는 피질의 섬엽 (isular lobe of the cortex) 바로 아래에 위치하는 매우 얇은 뉴런 시트를 지칭합니다. 숨겨진 엽은 외피의 다른 부분이 옆으로 당겨지면 외과 의사 만 볼 수 있습니다. 전부는 아니지만 포유류의 대부분은 폐석을 가지고 있습니다. 그러나 기이하게도, 누구도 폐허가 무엇인지 또는 왜 중요하다고 말할 수는 없습니다. 무서운 진실은 두뇌 외과의 사는 뇌에서이 밀리미터 얇은 뉴런의 담요를 제거하면 어떤 일이 일어날 지 아무도 말할 수 없다는 것입니다.

Gray's Anatomy/Wikimedia Commons
대뇌 피질은 피질 아래에 파란색 시트로 표시됩니다.
출처 : 그레이의 해부학 / 위키 미디어 커먼즈

claustrum이 너무 이상하게 조작되어 쉽게 변형되거나 변형 될 수 있기 때문입니다. 각 뇌에는 머리 앞에서 뒤쪽을 향한 선을 따라 두 개의 클라우 스트라가 있습니다. 캠핑 여행에서 급히 조리 된 엉성한 팬케이크와 마찬가지로 인간의 폐단은 얇고 회선이 많은 시트로 나타납니다. 단순 국경이 뇌졸중에 따른 조직 손상의 위험한 경로와 쉽게 매치 할 수있는 작고 컴팩트 한 구조 인 호두 모양의 편도선과 달리, claustrum의 이상한 해부학은 많은 인접한 뇌 구조를 손상시키지 않으면 쉽게 손상 될 수 없다는 것을 의미합니다. 이런 이유로 의사들은 뇌졸중이나 병변이 행동 적 또는인지 적 결손과 분명히 연관되어있는 환자를 아직 만나지 않고 있습니다. 게다가 과학자들은 뇌의 다른 부위를 손상시키지 않으면 서 동물의 가재를 쉽게 손상시킬 수 없습니다. 그 결과 현재까지 뇌의 가장 흥미로운 해부학 적 구조에 대한 기능적 역할을 확증 한 실험은 없습니다.

폐허에 관한 또 다른 이상한 사실은 다른 세포 유형이 부족하다는 것입니다. 대뇌 피질과 같은 뇌의 다른 부분에서 발견되는 다양한 종류의 뉴런과 비교할 때, 클론 스럼은 몇 가지 유형의 뉴런만을 특징으로합니다. 이 사실과 대못의 얇은 너비가 결합되면서, 클레 스트럼은 흔적없는 뇌 영역, 즉 더 이상 명확한 목적을 제공하지 못하는 인간의 부록과 같은 해부학 적 구조로서 폐허로 기각되고 유혹에 빠져 세대 이후 세대를 끊임없이 없애려는 유혹을받을 수 있습니다 자연 선택의 손입니다.

그러나 위의 그림이 잘못되었다는 많은 증거가 있습니다. 마우스 비탄은 Koch의 팀이 최근에 촬영 한 충격적인 예측에 의해 그 중요성을 방송합니다. 그러나 인간의 폐허가 여전히 뿌리깊은 것일 수 있습니까? 이것은 또한있을 법하지 않습니다. 남반구 대학 (University of Southern California)의 잭 반 호른 (Jack Van Horn) 과 그의 동료들에 의한 인간의 신경 영상화 연구는 다른 뇌 구조가 다른 뇌 구조와 너무 많은 해부학 적 연결을 가지고 있다는 것을 밝혀냈다. 다른 말로하면, 폐석은 컴팩트 한 크기에도 불구하고 방대한 수의 다른 기차역에서 출발과 도착을 보내고받는 작은 기차역과 같습니다. claustrum의 극도로 높은 연결성은 하나 이상의 뇌 네트워크에서 현혹 적으로 중요하다는 것을 암시합니다. 실제로, 피질의 거의 모든 지역에서 감각 입력은 폐허에 도착합니다.

Gattass et al., Front. Syst. Neurosci., 07 May 2014 (Creative Commons license)
다른 많은 두뇌 영역과 폐석 사이의 연결은 여기에 색상으로 매핑됩니다.
출처 : Gattass 외., Front. Syst. Neurosci., 2014 년 5 월 7 일 (크리에이티브 커먼즈 라이선스)

신경 맹과는 거리가 멀어서 폐허가 된이 수정 된 이미지가 주어지면 새로운 오류가 생깁니다. 두뇌의 일종으로 폐쇄성을 상상하는 것은 어렵지 않습니다. 뇌의 전체 활동을 보여주는 텔레비전 모니터가 줄 지어 있고, 작은 사람은 레모네이드를 마시고 버튼을 누르십시오. 우리는 아마도 발작을 치료하기 위해 전극을 전극에 삽입 한 여성의 보고서를 통해이 의심스러운 가설에 대해 더 생각하게 될 것입니다. 왼쪽 대뇌 피질과 섬피 피질 사이의 전극에 의해 전달 된 자극은 여성이 자극을 끝내고 회복 한 의식을 잃게 만들었습니다. 근처에있는 다른 전극들도 같은 영향을 미치지 않았기 때문에,이 사례보고는 과학자들이 폐허에 대한 적절한 병변 연구에 가장 가까운 것입니다.

그렇다면 비유는 형상적인 명령 센터입니까? 비슷한 개념이 17 세기 프랑스의 수학자이자 철학자 인 르네 데카르트에 의해 잉태되었다. 데카르트는 두뇌에 모든 감각 정보가 교차하고 영원한 영혼이 앉아서 지켜 보는 지점이 있다고 상상했다. 사실, 그는 두뇌 대뇌 반구 사이의 편안하고 중앙 집중된 위치를 고려할 때이 부위를 송과선 – 뇌의 작은 내분비선이라고 상상했다. 이런 이유로, 명령 센터 나 영혼으로서 뇌의 한 부분을 강조하는 근대 이론은 종종 직교 극장 (Cartesian Theaters) 으로 불린다. 뇌 안에있는 극장 안에 앉아서 모든 내용을 담은 작은 사람의 은유는 유혹이지만 그 논리는 원형입니다. 이 작은 남자가 어떻게 표시 장치를 볼 수 있습니까? 그의 두뇌는 어디에 있으며 주위의 극장에 대해 어떻게 생각합니까?

Rene Descartes (Wikimedia Commons)
두뇌는 권한있는 명령 센터를 가지고 있습니까? 르네 데카르트는 두뇌와 영혼이 송과선에서 상호 작용한다고 믿었습니다.
출처 : Rene Descartes (위키 미디어 커먼즈)

Koch와 DNA의 이중 나선 구조의 공동 발견자인 Francis Crick 은 Claustrum이 지휘 본부보다 오케스트라 지휘자가 될 가능성이 높다는 것을 강조함으로써 Claustrum에 대한이 견해에 대해 논평했다. 의식을 연구하는 크릭 (Crick)이나 코흐 (Koch)와 같은 과학자들은 왜 의식이 한 가지처럼 느껴지는지 설명해야합니다. 예를 들어, 농구의 모양, 색상 및 크기는 이러한 모든 기능이 전체적으로 통합되어 있음에도 불구하고 다른 뇌 영역에서 처리됩니다. Giulio Tononi 의 Integrated Information Theory와 같은 의식에 관한 많은 대중의 이론은 많은 구조 또는 모듈에서 정보를 통합하여 의식을 일으키는 두뇌의 필요성을 강조합니다. Tononi와 다른 사람들은 종종 그러한 통합을 지원하는 대뇌 피질 내에서 장거리 및 단거리 해부학 적 연결의 공존을 지적합니다. 이 견해에서, 정보 통합의 책임은 다른 섬유의 웹에 의해 피질로 분산된다. 의식은이 이론의 틀에서 자기 조직화됩니다. 즉, 어떤 한 장소 또는 모듈에서 발생하는 것이 아니라 여러 다른 뇌 모듈 간의 상호 작용에서 발생합니다.

대뇌 반구 사이의 활동을 동기화하고 통합하는, 오케스트라 지휘자로서의 특권층 역할을하는 가설과 같은 구조는 자기 조직화 와 분산 된 활동을 강조하는 뇌의 우세한 이미지에 미묘한 도전을 제기하는 것으로 보입니다. 그러나이 도전에 가치가 있다고하더라도, 대단히 중요하다고 강조하는 것은 중요합니다. 단지 의식에 충분 하지 않을뿐입니다. 즉, 다른 두뇌 영역의 분산 된 활동은 여전히 ​​중요합니다. 지휘자는 오케스트라가 연주하는 데 필요할 수도 있지만, 말할 필요도없이 음악을 연주하려면 오케스트라가 필요합니다!

지금까지, 폐쇄 론적 기능에 관한 이론은 여전히 ​​투기 적이다. 지금까지의 연구가이 이상한 모양의 팬케이크에 대한 기능을 엄격하게 입증 한 것은 아니지만 빛으로 자극을 받으면 신경 활동을 유발하는 종양에 옵신 (opsins)이라고 불리는 특수 단백질을 표현하는 것이 가능합니다. 이런 방식으로, 신경 과학자들은 claustrum에서 레이저 광을 발사하여 claustral neuron을 자극하거나 억제함으로써 다른 행동과의 인과 관계를 괴롭힐 수 있습니다. optogenetics 라고 불리는이 기술은 과학자들이 opsin 발현을 목표로하기 전에 claustral neuron이 발현하는 유전자의 유전자 지문을 먼저 확인해야 할 것입니다.

코흐 (Koch)의 최근 발표에 비추어 볼 때, 이처럼 특이한 뇌 구조의 기능은 여전히 ​​신비 스럽다. 뇌의 대양에는 아직 탐험되지 않은 많은 미지의 영토가 있습니다. 뇌를 연구하는 어린 학생들에게는 자신의 이름을 짓는 많은 기회가 기다리고 있습니다. 어쨌든 기능이 관련된 곳에, 우리는 아직도 진짜로 claustrum가 도대체 ​​무엇인지 모른다.

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브라이언 (BRAIN) 이니셔티브 회의에서 코흐 (Koch)의 연설을 보아라. (2:11:30 건너 뜀)

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