Cercetarea imagistică a creierului dezvăluie conexiuni esențiale pentru conștiința umană

Într-o lucrare intitulată „IRM-ul multimodal dezvăluie conexiuni ale trunchiului cerebral care susțin starea de veghe în conștiința umană”, publicată în revista Science Translational Medicine, o echipă de cercetători de la Spitalul General din Massachusetts și Spitalul de Copii din Boston a creat o hartă a conectivității unei rețele cerebrale pe care o consideră esențială pentru conștiința umană.

Studiul a implicat scanări de înaltă rezoluție care le-au permis cercetătorilor să vizualizeze conexiunile cerebrale cu o rezoluție spațială submilimetrică. Acest progres tehnic le-a permis să identifice căi neobservate anterior care conectează trunchiul cerebral, talamusul, hipotalamusul, prozencefalul bazal și cortexul cerebral.

Împreună, aceste căi formează „rețeaua implicită de activare ascendentă” care menține starea de veghe în repaus la oamenii conștienți. Conceptul de rețea „implicită” se bazează pe ideea că anumite rețele din creier sunt cel mai active funcțional atunci când creierul este în repaus, în timp ce alte rețele sunt mai active atunci când creierul îndeplinește sarcini direcționate către un scop.

Pentru a investiga proprietățile funcționale ale acestei rețele cerebrale implicite, cercetătorii au analizat date RMN funcționale în stare de repaus de 7 Tesla din cadrul Proiectului Human Connectome. Aceste analize au relevat conexiuni funcționale între rețeaua implicită de activare ascendentă subcorticală și rețeaua implicită corticală care mediază conștiința de sine în repaus.

Hărțile complementare de conectivitate structurală și funcțională oferă o bază neuroanatomică pentru integrarea stării de veghe și a conștientizării în conștiința umană. Cercetătorii au publicat date RMN funcțional, tehnici de cartografiere a creierului și un nou Atlas Harvard al Rețelei de Activare Ascendentă pentru a sprijini eforturile viitoare de cartografiere a conectivității conștiinței umane.

„Scopul nostru a fost să cartografiem rețeaua creierului uman, esențială pentru conștiință, și să oferim medicilor instrumente mai bune pentru a detecta, prezice și promova recuperarea conștiinței la pacienții cu leziuni cerebrale traumatice severe”, explică autorul principal, Dr. Brian Edlow, codirector al Centrului de Neuroștiințe al Spitalului General din Massachusetts, director asociat al Centrului pentru Neurotehnologie și Neurorestaurare (CNTR) de la Spitalul General din Massachusetts, profesor asociat de neurologie la Harvard Medical School și cercetător Chen în perioada 2023-2028 la Spitalul General din Massachusetts.

Dr. Edlow explică: „Rezultatele noastre privind conectivitatea sugerează că stimularea căilor dopaminergice din zona tegmentală ventrală are potențialul de a ajuta pacienții să iasă din comă, deoarece acest nod este conectat la multe regiuni ale creierului care sunt esențiale pentru conștiință.”

Autoarea principală a studiului, Dr. Hannah Kinney, profesor emerit la Spitalul de Copii din Boston și la Facultatea de Medicină Harvard, adaugă că „conexiunile creierului uman pe care le-am identificat pot fi folosite ca o foaie de parcurs pentru a înțelege mai bine o gamă largă de tulburări neurologice asociate cu alterarea stării de conștiență, de la comă la convulsii și sindromul morții subite a sugarului (SMSS).”

Autorii desfășoară în prezent studii clinice pentru a stimula rețeaua ascendentă implicită de activare la pacienții cu comă în urma unui traumatism cranio-cerebral, pentru a reactiva rețeaua și a restabili conștiința.