En mystisk ökning av hjärnaktivitet under döden undersöker medvetandets kanter

Vi tänker ofta på döden som en av/på-knapp. Ena minuten är du där, och nästa är det släckt.

Inte så. Under hjärtsvikt - en av de största medicinska mördarna globalt - förlorar hjärnan gradvis tillgång till syre i blodet, men gnistor av aktivitet dröjer kvar. Långt ifrån den sista flämten av hjärnans nedgång till permanent medvetslöshet, har forskare länge trott att dessa elektriska signaler kan förklara nära-döden-upplevelser, och mer allmänt, medvetande.

Rapporter om nära-döden-upplevelser spänner över olika åldrar, kulturer och etniciteter. De lyckligtvis återupplivade beskriver ofta livfulla visioner av tunnlar av vitt ljus, som svävar utanför sina egna kroppar eller återansluter med avlidna nära och kära.

För Dr. Jimo Borjigin vid University of Michigan School of Medicine, Ann Arbor, antyder dessa "verkligare än verkliga" delade upplevelser ett vanligt, om än paradoxalt, tema: snarare än att de elektriska lamporna släcks, utlöser döendet faktiskt en våg. aktivitet i den mänskliga hjärnan.

En ny studie ledd av Borjigin antyder det första beviset på konceptet för den radikala idén. När fyra patienter i koma fick livstillstånd, upptäckte hennes team en ökning av hjärnaktivitet hos två av dem efter att de drog sig tillbaka när de gick vidare.

De neurala aktivitetsmönstren är långt ifrån slumpmässiga. Den döende hjärnan genererade vågor av gammabandaktivitet, en snabbt oscillerande elektrisk våg som ofta förknippas med medveten bearbetning och tankar. Teamet upptäckte dessa signaler både inom en kritisk "het zon" och andra hjärnregioner som tidigare var kopplade till medvetande.

För att vara tydlig är det högst osannolikt att deltagarna i koma återfick medvetandet precis före döden. Snarare visar studien att den döende hjärnan genererar en svanesång – en sådan Maj förklara klarsynta syner och upplevelser utanför kroppen när de uppstår i sinnet.

"Hur levande erfarenhet kan dyka upp från en dysfunktionell hjärna under dösprocessen är en neurovetenskaplig paradox. Dr. Borjigin har lett en viktig studie som hjälper till att kasta ljus över de underliggande neurofysiologiska mekanismerna,” sade studieförfattaren Dr. George Mashour, grundare av Michigan Center for Consciousness Science.

Döden arbetar övertid

Medvetande finns i två smaker.

Den ena är öppen: personen är alert och kan lätt interagera med omvärlden. Den mer mystiska halvan är dold. Här kan personen vara medveten i den meningen att den är medveten om sig själv och sin omgivning, men inte kan visa det. Detta händer ofta hos personer med hjärnskador som trauma, stroke eller inlåst syndrom. Tillbaka 2006, en studie Mätning av hjärnaktivitet med hjälp av fMRI från en ung kvinna som verkade vegetativ fann överraskande att hennes hjärna svarade på olika kognitiva uppgifter även om hennes kropp inte kunde. Efterföljande studier använde EEG (elektroencefalografi) för att undersöka tecken på medvetande hos personer som inte svarar - inklusive komatösa och döende.

Borjigin är inte främmande för att studera den döende hjärnan. Redan 2013 körde hennes team en ny prövning på nio råttor och mätte deras hjärnvågor när hjärtsvikt tog över. Tidigare försök att jaga den neurobiologiska grunden för nära-döden-upplevelser och medvetande under döendeprocessen hade mest fokuserat på enskilda neurokemikalier, som t.ex. dopamin och glutamat. Få hade undersökt hjärnaktivitet direkt på global skala.

I den studien försåg teamet råttor med elektroder för att mäta deras hjärnvågor - neurala svängningar av elektrisk aktivitet. Precis som havsvågor kommer dessa i olika frekvenser som liknar radiokanaler. Var och en fångar löst ett visst mentalt tillstånd. Alfavågor, till exempel, förekommer ofta under avslappnad vakenhet. Betavågor är kopplade till kognitiv bearbetning medan de är uppmärksamma.

Men gammavågor fångade Borjigins uppmärksamhet. Dessa neurala svängningar var ursprungligen registreras i apor som ett mått på visuell uppfattning, även när vissa ifrågasatte deras existens. De mystiska vågorna fick sedan dragkraft när de dök upp under REM-sömnen – sömnstadiet som ofta förknippas med livliga drömmar och bilder – och till och med en känsla av lycka efter meditation.

Efter att kemiskt inducerat hjärtstillestånd hos råttorna fann teamet att de flesta hjärnvågsfrekvenser minskade i styrka (känd som "kraft"). Överraskande nog ökade gammabanden i kraft och blev mer synkroniserade – en markör som ofta förknippas med ett mycket medvetet larmtillstånd – men bevisade inte nödvändigtvis att de var vakna eller vakna.

Råttor är uppenbarligen inte människor. Flash framåt till 2022, ett separat team fångade en 87-årig mans hjärnaktivitet när han oväntat dog. På samma sätt sprack hans hjärna av gammavågsaktivitet i 30 sekunder när hans hjärta stannade.

En klar död?

Den nya studien omfattade en värdefull dataresurs: EEG-inspelningar från fyra komatösa patienter med liten chans att återhämta sig efter hjärtstillestånd. Ingen av personerna visade några tecken på öppenhet medvetande och förlitade sig på maskinventilation. 2014 kom deras nära och kära överens om att det var dags för dem att gå vidare. Varje person försågs med en EEG-mössa för att mäta sin neurala aktivitet när de togs bort från sina ventilatorer.

Under 30 sekunder till 2 minuter ökade två patienters hjärnor med gammavågor. Aktiviteten var både lokaliserad inom en hjärnregion - temporoparietal-occipital junction, eller TPO - och spred sig även ut till den främre delen av den andra hjärnhalvan.

Ofta betraktad som en neural "nyckelport" för bearbetning av visuella miljöer, kan TPO vara en "het zon" för hur hjärnan genererar medvetande, förklarade teamet. I likhet med tidigare djurexperiment är patienternas gammavågor bättre synkroniserade i dessa varma zoner och över hjärnregioner.

"Dessa data visar att den mänskliga hjärnan kan vara aktiv under hjärtstillestånd", sa teamet.

Avkoda medvetande från den döende hjärnan

Resultaten liknar den åttaåriga studien 2022. Men ämnespoolen är fortfarande liten, och när forskare övergår från studier av gnagare till människor är konsekvens nyckeln.

"Ju mer konsekventa fynd vi har, desto mer bevis är det för att detta sannolikt är en mekanism som inträffar vid tidpunkten för dödsfallet och om vi kan lokalisera detta till en plats, ännu bättre." sade Dr Ajmal Zemmar, en neurokirurg vid University of Louisville Health som inte var inblandad i det aktuella arbetet men var medförfattare till 2022 års studie.

Andra är mindre övertygade. För Dr Daniel Kondziella vid Köpenhamns universitet, som inte var involverad i studien, är resultaten inte överraskande. Eftersom det tar tid att dö i hjärtstillestånd, är det troligt att neural aktivitet går på tok under minuterna mellan att hjärtat stannar och hjärndöden.

För Borjigin har studien precis börjat utforska hjärnaktivitet i slutet av livet. Särskilt intressant är att de två personerna med en gammavågsvåg båda hade begränsade epilepsianfall. Även om epilepsi är en störning som kännetecknas av avvikande neural aktivitet, upplevde ingen av dem anfall inom 24 timmar före studien.

Även om det är osannolikt, är det möjligt att EEG-elektroderna placerade på patientens hårbotten inte fångade djupare anfall som utlöste gammaaktiviteten. Det är något att undersöka ytterligare, sa författarna. På samma sätt kunde studien inte korrelera hjärnaktiviteten till patienternas personliga upplevelser när de passerade.

Med andra ord, vi vet ännu inte om dessa vågor stödjer eller genererar nära-döden-upplevelser. "Men de observerade fynden är definitivt spännande och ger en ny ram för vår förståelse av hemligt medvetande hos de döende människorna," sa Borjigin.

För tillfället ser teamet efter att utöka studien utöver fyra personer för att bättre jaga tecken på gammavågor i den döende hjärnan. Men ännu viktigare, arbetet "lägger grunden för ytterligare undersökning av hemligt medvetande under hjärtstillestånd", och i sin tur "fungerar som ett modellsystem för att utforska mekanismer för mänskligt medvetande", sa de.

Image Credit: Gerd Altmann / Pixabay

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tillgång här.
• Köp och sälj aktier i PRE-IPO-företag med PREIPO®. Tillgång här.
• Källa: https://singularityhub.com/2023/05/09/a-surge-of-brain-activity-during-death-probes-the-edges-of-consciousness/