En mystisk bølge af hjerneaktivitet under døden undersøger bevidsthedens kanter

En mystisk bølge af hjerneaktivitet under døden undersøger bevidsthedens kanter

Tidsstempel: 9. maj 2023 kl. 10
Kildeknude: 2641067

Vi tænker ofte på døden som en tænd-sluk-knap. Det ene minut er du der, og det næste er lyset slukket.

Ikke så. Under hjertesvigt - en af ​​de største medicinske dræbere globalt - mister hjernen gradvist adgangen til ilt i blodet, men gnister af aktivitet bliver hængende. Langt fra det sidste gisp af hjernens nedstigning til permanent bevidstløshed, har forskere længe troet, at disse elektriske signaler kan forklare nærdødsoplevelser, og mere generelt, bevidsthed.

Rapporter om nærdødsoplevelser spænder over forskellige aldre, kulturer og etniciteter. De heldigvis genoplivede få beskriver ofte livlige visioner af tunneler af hvidt lys, der svæver uden for deres egen krop eller genopretter forbindelsen til afdøde kære.

For Dr. Jimo Borjigin ved University of Michigan School of Medicine, Ann Arbor, antyder disse "virkeligere end virkelige" fælles oplevelser et fælles, om end paradoksalt, tema: snarere end at få dets elektriske lys slukket, udløser døden faktisk en bølge aktivitet i den menneskelige hjerne.

En ny undersøgelse ledet af Borjigin antyder det første bevis på konceptet for den radikale idé. Da fire komatøse patienter blev opretholdt af livsstøtte, opdagede hendes team en stigning i hjerneaktivitet hos to af dem efter abstinenser, da de gik videre.

De neurale aktivitetsmønstre er langt fra tilfældige. Den døende hjerne genererede bølger af gammabåndaktivitet, en hurtigt oscillerende elektrisk bølge, der ofte er forbundet med bevidst behandling og tanker. Holdet opdagede disse signaler både inden for en kritisk "varm zone" og andre hjerneområder, der tidligere var knyttet til bevidsthed.

For at være klar, er det højst usandsynligt, at de komatøse deltagere genvandt bevidstheden lige før døden. Tværtimod viser undersøgelsen, at den døende hjerne genererer en svanesang - en sådan kan forklare klare visioner og ud-af-kroppen oplevelser, som de opstår i sindet.

"Hvor levende oplevelse kan dukke op fra en dysfunktionel hjerne under dødsprocessen er et neurovidenskabeligt paradoks. Dr. Borjigin har ledet en vigtig undersøgelse, der hjælper med at kaste lys over de underliggende neurofysiologiske mekanismer,” sagde studieforfatter Dr. George Mashour, den stiftende direktør for Michigan Center for Consciousness Science.

Døden arbejder på overarbejde

Bevidsthed kommer i to varianter.

Den ene er åbenlys: personen er opmærksom og kan nemt interagere med omverdenen. Den mere mystiske halvdel er skjult. Her kan personen være bevidst i den forstand, at den er bevidst om sig selv og sin omverden, men ude af stand til at vise det. Dette sker ofte hos mennesker med hjerneskader såsom traumer, slagtilfælde eller locked-in syndrom. Tilbage i 2006, et studie måling af hjerneaktivitet ved hjælp af fMRI fra en ung kvinde, der virkede vegetativ, fandt overraskende ud af, at hendes hjerne reagerede på forskellige kognitive opgaver, selvom hendes krop ikke kunne. Efterfølgende undersøgelser brugte EEG (elektroencefalografi) til at sondere for tegn på bevidsthed hos mennesker, der ikke reagerer - inklusive komatøse og døende.

Borjigin er ikke fremmed for at studere den døende hjerne. Tilbage i 2013 kørte hendes hold et banebrydende forsøg med ni rotter, og målte deres hjernebølger, da hjertesvigt tog over. Tidligere forsøg på at jage de neurobiologiske grundlag for nærdødsoplevelser og bevidsthed under dødsprocessen havde mest fokuseret på individuelle neurokemikalier, som f.eks. dopamin , glutamat. Få havde undersøgt hjerneaktivitet direkte på globalt plan.

I den undersøgelse forsynede holdet rotter med elektroder til at måle deres hjernebølger - neurale svingninger af elektrisk aktivitet. Ligesom havbølger kommer disse i forskellige frekvenser svarende til radiokanaler. Hver enkelt fanger løst en bestemt mental tilstand. Alfabølger opstår for eksempel hyppigt under afslappet vågenhed. Beta-bølger er knyttet til kognitiv behandling, mens de er opmærksomme.

Men gammabølger fangede Borjigins opmærksomhed. Disse neurale oscillationer var oprindeligt optaget i aber som et mål for visuel opfattelse, selv når nogle satte spørgsmålstegn ved deres eksistens. De mystiske bølger vandt efterfølgende trækkraft, da de dukkede op under REM-søvn - søvnstadiet, der ofte er forbundet med levende drømme og billeder - og endda en følelse af lyksalighed efter meditation.

Efter kemisk fremkaldelse af hjertestop hos rotterne fandt holdet ud af, at de fleste hjernebølgefrekvenser forsvandt i styrke (kendt som "kraft"). Overraskende nok steg gammabåndene i kraft og blev mere synkroniserede – en markør ofte forbundet med en meget bevidst alarmtilstand – men beviste ikke nødvendigvis, at de var opmærksomme eller vågne.

Rotter er åbenbart ikke mennesker. Blink frem til 2022, et separat hold fangede en 87-årig mands hjerneaktivitet, da han uventet døde. På samme måde sprængtes hans hjerne med gammabølgeaktivitet i 30 sekunder, da hans hjerte stoppede.

En klar død?

Den nye undersøgelse omfattede en værdifuld dataressource: EEG-optagelser fra fire komatøse patienter med ringe chance for at komme sig efter hjertestop. Ingen af ​​personerne viste tegn på åbenlyst bevidsthed og var afhængig af maskinventilation. I 2014 blev deres kære enige om, at det var tid for dem at give videre. Hver person blev udstyret med en EEG-hætte for at måle deres neurale aktivitet, da de blev fjernet fra deres ventilatorer.

I 30 sekunder til 2 minutter steg to patienters hjerner med gammabølger. Aktiviteten var både lokaliseret inden for en hjerneregion - den temporo-parietale-occipitale junction eller TPO - og spredte sig også ud til den forreste del af den anden hjernehalvdel.

Ofte betragtet som en neural "nøgleport" til behandling af visuelle miljøer, kan TPO være en "varm zone" for, hvordan hjernen genererer bevidsthed, forklarede teamet. I lighed med tidligere dyreforsøg er patienternes gammabølger bedre synkroniseret i disse varme zoner og på tværs af hjerneområder.

"Disse data viser, at den menneskelige hjerne kan være aktiv under hjertestop," sagde holdet.

Afkodning af bevidsthed fra den døende hjerne

Resultaterne ligner den otteårige undersøgelse fra 2022. Men emnepuljen forbliver lille, og efterhånden som forskere går fra gnavere til menneskelige undersøgelser, er konsistens nøglen.

"Jo mere konsekvente resultater vi har, jo mere beviser er det for, at dette sandsynligvis er en mekanisme, der sker på dødstidspunktet, og hvis vi kan lokalisere det til ét sted, endnu bedre," sagde Dr. Ajmal Zemmar, en neurokirurg ved University of Louisville Health, som ikke var involveret i det aktuelle arbejde men var medforfatter til 2022-undersøgelsen.

Andre er mindre overbeviste. For Dr. Daniel Kondziella ved Københavns Universitet, som ikke var involveret i undersøgelsen, er resultaterne ikke overraskende. Fordi det tager tid at dø af hjertestop, er det sandsynligt, at neural aktivitet går galt i minutterne mellem hjertet stopper og hjernedøden.

For Borjigin er undersøgelsen lige begyndt at udforske hjerneaktivitet i slutningen af ​​livet. Særligt interessant er, at de to personer med en gammabølgestigning begge havde begrænsede epilepsianfald. Selvom epilepsi er en lidelse præget af afvigende neural aktivitet, oplevede ingen af ​​dem anfald inden for 24 timer før undersøgelsen.

Selvom det er usandsynligt, er det muligt, at EEG-elektroderne placeret på patientens hovedbund ikke fangede dybere anfald, der udløste gamma-aktiviteten. Det er noget at undersøge nærmere, sagde forfatterne. På samme måde var undersøgelsen ikke i stand til at korrelere hjerneaktiviteten til patienternes personlige oplevelser, da de passerede.

Med andre ord, vi ved endnu ikke, om disse bølger understøtter eller genererer nærdødsoplevelser. "Men de observerede fund er bestemt spændende og giver en ny ramme for vores forståelse af skjult bevidsthed hos de døende mennesker," sagde Borjigin.

For nu søger holdet at udvide undersøgelsen ud over fire personer for bedre at jage tegn på gammabølger i den døende hjerne. Men endnu vigtigere, værket "lægger grundlaget for yderligere undersøgelse af skjult bevidsthed under hjertestop," og til gengæld "tjener som et modelsystem til at udforske mekanismer for menneskelig bevidsthed," sagde de.

Billede Credit: Gerd Altmann / Pixabay

Tidsstempel:

Mere fra Singularitet Hub