Источник: mit.edu
Число электродов составляло от 50 до 100 на одного человека, они были расположены в разных регионах мозга. Электроды были двух типов: большие (размером с мелкую монету) находились на расстоянии 1 см друг от друга и считывали общую картину ЭЭГ. Меньшие электроны (диаметром 4 мм) фиксировали сигналы от отдельных нейронов. В исследовании использовался пропофол, препарат, который очень часто применяется для анестезии. Считается, что лекарство воздействует на некие рецепторы на поверхности нейронов и делает нервные клетки менее активными. Но до сих пор точный механизм действия препарата оставался неизвестным. Во время эксперимента потеря сознания происходила в течение 40 секунд после введения пропофола. Момент потери сознания определялся тогда, когда пациент переставал отвечать на звуки, игравшие каждые 4 секунды.
По данным больших электродов, в течение нескольких секунд после потери сознания, ЭЭГ мозга резко менялась — преобладали низкочастотные колебания (один цикл в секунду). В то же время, меньшие электроды показали, что в разных областях мозга нейроны были активны в течение нескольких сотен миллисекунд, потом отключались на такой же период времени. Такая «мерцательная» активность и складывалась в картину медленных колебаний на ЭЭГ. При этом нейроны работали вразнобой, хаотично. Когда одна группа нервных клеток была активна и пыталась послать сигнал в другой участок мозга, принимающая сторона «отдыхала». Результаты исследования предлагают нейробиологические доказательства одной из гипотез о том, как мозг порождает сознание.
Это теория информационной интеграции, согласно которой крупные сети мозга интегрируют различные типы сенсорных сигналов для формирования общей картины мира. Если же информация, поступающая в мозг, «запирается» в отдельных участках, целостная картина распадается на отдельные элементы. Кроме того, работа команды Льюис предоставляет объективные физиологические сигналы потери сознания. Анестезиологи смогут их использовать в своей повседневной работе, контролируя состояние оперируемых пациентов при помощи ЭЭГ. В ближайшее время ученые планируют провести испытания других анестизирующих препаратов, чтобы выяснить, вызывают ли они те же самые медленные колебания мозговых волн. Также исследователи собираются изучить, что происходит с мозгом во время восстановления сознания.