Riesenneuronen, die mit dem Bewusstsein assoziiert sind, werden entdeckt

Was ist die Natur des Bewusstseins? Dies ist eines der großen Mysterien der Psychologie, der Neurowissenschaften und der Philosophie des Geistes, und obwohl es neugierig erscheinen mag, hat die Erforschung von Tieren, deren Bewusstseinszustand etwas anderes sein muss als unser, zur Klärung beigetragen.

Kürzlich hat ein Team von Forschern des Allen Institute of Brain Sciences unter der Leitung von Christof Koch die Entdeckung von bekannt gegeben drei riesige Neuronen, die einen großen Teil des Gehirns verbinden der Mäuse; Diese Neuronen könnten die physiologische Grundlage des Bewusstseins sein, aber andere Experten sind sich nicht einig.

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Die drei riesigen Neuronen

Christof Koch und sein Team präsentierten Mitglieder der neurowissenschaftlichen Gemeinschaft, in denen sie die Methodik und Ergebnisse ihrer Forschung zur neuronalen Konnektivität im Gehirn von Mäusen präsentierten.

Der herausragendste Aspekt seiner Arbeit war die Identifizierung von drei riesigen Neuronen, die aus der als "Kloster" bekannten Gehirnstruktur entstehen und diese mit einem guten Teil des Gehirns verbinden. Der größte der drei Bereiche umgibt das gesamte Gehirn , während die anderen beiden auch einen bedeutenden Teil der Halbkugeln bedecken.

Wie aus den dreidimensionalen Bildern der Forschung hervorgeht, unterhalten diese drei Zellen solide synaptische Verbindungen mit Neuronen aus vielen verschiedenen Regionen des Gehirns. Dies legt nahe, dass sie eine relevante Rolle bei der Koordination der elektrochemischen Impulse des Zentralnervensystems spielen können.

Im Moment jedoch Die Existenz dieser drei Neuronen in anderen Spezies wurde nicht bestätigt Tiere, einschließlich Menschen, daher muss bei der Verallgemeinerung von Kochs Behauptungen mit großer Vorsicht vorgegangen werden.

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Was ist der Kreuzgang?

Der Kreuzgang ist eine Schicht von Neuronen, die an der unteren Seite des cerebralen Neokortex nahe der Insula und den Basalganglien befestigt sind. Es wird manchmal als Teil dieser Struktur betrachtet. Seine Amplitude ist unregelmäßig, sie misst in einigen Bereichen einige Millimeter und in anderen Bereichen sogar einen Millimeter.

Diese Region des Gehirns macht Synapsen mit vielen kortikalen und subkortikalen Strukturen einschließlich des Hippocampus, der für das Langzeitgedächtnis grundlegend ist, und der Amygdala, die an emotionalem Lernen beteiligt ist.

Die Neuronen des Klosters halten nicht nur relevante Beziehungen zu anderen Teilen des Gehirns aufrecht, sondern sind auch sehr eng miteinander verbunden. Dies ist mit der gleichmäßigen Verarbeitung der Stimulation verbunden, die das Kloster durchläuft.

Der Vorschlag des Koch-Teams

Basierend auf seinen jüngsten Forschungen und anderen, an denen er zuvor mitgearbeitet hatte, war Koch verteidigt, dass sich das Bewusstsein im Kreuzgang befinden könnte , das war der Schwerpunkt seiner beruflichen Karriere.

Nach dem Vorschlag dieses Teams würden die drei riesigen Neuronen, die sie gefunden haben, dies zulassen Koordination der Nervenimpulse im Kreuzgang : Sie verbinden den Empfang und das Senden von Signalen aus dieser Struktur mit dem Anschein des Bewusstseins, unter Berücksichtigung der globalen Natur dieser Übertragung und der Funktionen, die dem Kloster zugeschrieben wurden.

Eine andere relevante Forschung für diese Hypothese ist die, die von der Gruppe von Mohamad Koubeissi (2014) mit einer von Epilepsie betroffenen Frau durchgeführt wurde. Dieses Team hat das gefunden die Stimulierung des Klosters durch Elektroden "deaktiviert" das Bewusstsein der Patientin, während die Unterbrechung dieser Stimulation sie wieder erholte.

Forschungsmethodik

Das Forscherteam des Allen Institute verursachte die Produktion fluoreszierender Proteine ​​in einzelnen Neuronen, die aus dem Kreuzgang mehrerer Mäuse stammten. Dafür verwendeten sie eine Substanz, die im Organismus vorhanden war und die Aktivierung bestimmter Gene verursachte.

Durch die Ausbreitung durch Zielneuronen verleihen diese Proteine ​​diesen Zellen eine besondere Farbe. Später machten sie zehntausend Bilder von Abschnitten des Gehirns und verwendeten Computersoftware, um sie zu erstellen Dreidimensionale Karten aktivierter Neuronen .

Kritik an dieser Hypothese

Mehrere Experten der Neurowissenschaften waren mit dem Vorschlag des Koch-Teams nicht einverstanden. Im Allgemeinen wurde die Lokalisierung seiner Hypothese kritisiert, die dem Kloster die Hauptrolle im menschlichen Bewusstsein zuschreibt, ohne auf einer soliden Forschungsbasis zu beruhen.

Um die Richtigkeit dieser Ansätze zu untersuchen, führten Chau und Mitarbeiter (2015) eine Studie mit 171 Kriegsveteranen durch, die Kopfverletzungen erlitten hatten. Sie haben das gefunden Die Verletzungen im Kloster waren auf eine langsamere Erholung des Bewusstseins nach dem Schaden zurückzuführen , aber nicht mit ernsteren langfristigen Folgen.

Derzeit sind die Beweise für die Hypothese, dass der Kreuzgang der Schlüssel zum Bewusstsein ist, nicht schlüssig, insbesondere wenn wir uns auf Menschen beziehen. Die Beweise deuten jedoch darauf hin Diese Struktur kann für die Aufmerksamkeitskontrolle relevant sein durch die Verbindung verschiedener Regionen beider Gehirnhälften.

Literaturhinweise:

• Chau, A .; Salazar, A. M .; Krueger, F.; Cristofori, I. & Grafman, J. (2015). Die Auswirkungen von Claustrum-Läsionen auf das menschliche Bewusstsein und die Wiederherstellung der Funktion. Bewusstsein und Erkenntnis, 36: 256-64.

• Crick, F. C. & Koch, C. (2005). Welche Funktion hat das Claustrum? Philosophische Transaktionen der Royal Society of London B: Biological Sciences, 360 (1458): 1271-79.

• Koubeissi, M. Z .; Bartolomei, F .; Beltagy, A. & Picard, F. (2014). Die elektrische Stimulation eines kleinen Gehirnbereichs stört das Bewusstsein reversibel. Epilepsie & Verhalten, 37: 32-35.

• Torgerson, C. M .; Irimia, A .; Goh, S. Y. M. & Van Horn, J. D. (2015). Die DTI-Konnektivität des menschlichen Claustrums. Human Brain Mapping, 36: 827 & ndash; 38.