Транскраниален фокусиран ултразвук: нов метод за изучаване на съзнанието

Технология, наречена транскраниален фокусиран ултразвук, може да отвори нови възможности за изучаване на това как физическите процеси в мозъка пораждат мисли, усещания и чувства. Въпреки че методът съществува от няколко години, той все още не е широко внедрен в научните изследвания, отбелязват двама изследователи от Американския технологичен институт (MIT), които са публикували „пътна карта“ за неговото прилагане в изследвания на съзнанието.

Какво представлява методът

Транскраниалният фокусиран ултразвук е неинвазивна техника, при която акустични вълни преминават през черепа и се фокусират в определена мозъчна зона с размери от няколко милиметра. Това позволява целенасочено стимулиране на дълбоки мозъчни структури, което е трудно постижимо с конвенционални неинвазивни методи.

Способността му да достига по-дълбоко и да работи с по-висока пространствена резолюция го отличава от други форми на мозъчна стимулация като транскраниалната магнитна стимулация и транскраниалната електрическа стимулация. Методът не изисква хирургична намеса и може да бъде използван при здрави доброволци, което го прави привлекателен за фундаментални изследвания.

Ограничения на текущите подходи

Извън неврохирургията възможностите за директно въздействие върху най-дълбоките структури на човешкия мозък са ограничени. Образни методи като магнитно-резонансната томография и някои видове ултразвук дават предимно визуална информация, а електроенцефалограмите (ЕЕГ) регистрират електрическа активност от повърхността на черепа. Тези подходи често показват асоциирани мозъчни реакции, но не винаги позволяват ясна каузална интерпретация.

Транскраниалният фокусиран ултразвук запълва част от тази празнина, като позволява манипулиране на активността в конкретни малки региони и проследяване на последващите ефекти. Това дава възможност за по-строги експерименти, при които промените в съзнателните преживявания могат да бъдат свързани с причинно влияние върху определени мозъчни структури.

Мнения на изследователи

„Има много малко надеждни начини за манипулиране на мозъчната активност, които са безопасни и ефективни“, посочва Матиас Мишел, философ от MIT и съавтор на статията. По думите му инструментът може да допринесе както за медицината, така и за фундаменталните въпроси относно природата на съзнанието.

Даниел Фрийман, също изследовател в MIT, отбелязва, че методът ще позволи стимулиране на различни участъци от мозъка при здрави индивиди, което е ключово за провеждането на контролирани експерименти върху съзнателните процеси.

Какво могат да установят експериментите

Много от настоящите проучвания измерват мозъчната реакция на сензорни стимули — например визуални образи — защото визуалната обработка е важен компонент на съзнателното възприятие. Въпреки това не е ясно дали наблюдаваната активност е непосредствено свързана със създаването на съзнанието или е страничен продукт от него.

Чрез целенасочено стимулиране и потискане на активността в конкретни региони изследователите могат да разграничат кои неврофизиологични процеси са конститутивни за съзнанието и кои са негови последствия. Един от ключовите въпроси, които те поставят, е каква роля играе префронталният кортекс в съзнателното възприятие.

Следващи стъпки

За да използват транскраниалния фокусиран ултразвук максимално продуктивно, авторите на „пътната карта“ предлагат да се формулират и тестват по-специфични експериментални въпроси. Такива експерименти могат да комбинират целенасочена стимулация с регистрация на поведенчески и неврофизиологични показатели, за да се изясни причинно-следствената връзка между мозъчната активност и съзнателните преживявания.

Технологията не е универсално решение, но предоставя обещаващ инструмент за научните изследвания — особено при изучаването на здрави хора, където възможностите за директна намеса са ограничени. Ако бъде интегрирана по-широко, тя може да доведе до по-ясно разбиране на това как структурите и процесите в мозъка създават субективното ни преживяване.