Исследователи из Японии определяют ключевые области мозга с сильными двунаправленными связями, которые могут указывать на роботу сознания, сообщает Токийский университет. Результаты исследования опубликованы в журнале Cerebral Cortex.

Чтобы определить области мозга, в которых находится сознание, исследователи искали один специфический признак сознания в нейронных сетях мозга: двунаправленные пути. Когда мы что-то видим или испытываем, наш мозг воспринимает информацию. Но он должен также и отправлять информацию обратно – давать «обратную связь». Не каждая часть мозга может одновременно получать прямую и обратную информацию. Исследователи выдвинули гипотезу, что эти двунаправленные связи указывают на части мозга, которые отвечают за сознание.

Ученые использовали коннектом мыши и вычислительные методы, чтобы проверить свою идею. Они разработали эффективный алгоритм для выделения частей мозга с сильными двунаправленными связями – и затем применили алгоритм к коннектому мыши. Коннектом — это подробная «карта» соединений в мозге.

Обнаружилось, что регионы с наибольшей двунаправленностью не были равномерно распределены между всеми основными областями мозга, а скорее сконцентрированы в областях коры и таламуса. В области же мозжечка, например, двунаправленность проявляется гораздо слабее.

Эти результаты согласуются с тем, где, как давно считали ученые, находится сознание. Кора головного мозга, расположенная на его поверхности, содержит сенсорные области, моторные области и ассоциативные области, которые, как считается, необходимы для сознательного опыта. Таламус, расположенный в середине мозга, также считался связанным с сознанием, и, в частности, взаимодействие между таламусом и областями коры – таламо-кортикальная петля – считается важным для сознания. Результаты работы подтверждают идею о том, что двунаправленность в сети мозга является ключом к определению места сознания.

«Это исследование сосредоточено только на «статических» анатомических связях между нейронами или областями мозга. Однако сознание «динамично», оно меняется от момента к моменту в зависимости от нейронной активности. Хотя анатомические связи говорят нам, как будет распространяться нейронная активность и как будут взаимодействовать области мозга, нам необходимо непосредственно исследовать динамику нейронной активности, чтобы определить место сознания в любой момент», – заключают авторы работы.