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Os pesquisadores de UW-Madison encontram uma maneira nova para a medida exacta da consciência

Milhões de povos são anestesia geral administrada todos os anos nos Estados Unidos apenas, mas não é sempre fácil dizer se são realmente inconscientes.

Uma proporção pequena daqueles pacientes recupera alguma consciência durante procedimentos médicos, mas um estudo novo da actividade de cérebro que representa a consciência poderia impedir esse traumatismo potencial. Pode igualmente ajudar os povos nos comas e os cientistas que esforçam-se para definir que as partes do cérebro podem reivindicar ser chaves à mente consciente.

O que estêve mostrado por 100 anos em um estado inconsciente como o sono é estas ondas lentas da actividade elétrica no cérebro. Mas aqueles não podem ser os sinais direitos bater em. Sob um número de circunstâncias -- com as drogas anestésicas diferentes, nos povos que estão sofrendo de um coma ou com os danos cerebrais ou outras situações clínicas -- pode haver uma actividade de alta freqüência também.”

Professor de Yuri Saalmann, de psicologia e de neurociência, universidade de Wisconsin-Madison

Os pesquisadores de UW-Madison gravaram a actividade elétrica em aproximadamente 1.000 neurônios que cercam cada um de 100 locais durante todo os cérebros de um par de macacos no centro de pesquisa nacional do primata de Wisconsin durante diversos estados de consciência: sob a anestesia droga-induzida, sono claro, vigília de descanso, e estimulado da anestesia em um estado do acordo com a estimulação elétrica de um ponto profundamente no cérebro (um procedimento os pesquisadores descritos em 2020).

“Com dados através das regiões múltiplas do cérebro e dos estados diferentes de consciência, nós poderíamos unir todos estes sinais associados tradicional com a consciência -- incluindo como rapidamente ou retarde os ritmos do cérebro estão em áreas diferentes do cérebro -- com medidor mais computacional que descrevem como o complexo os sinais é e como os sinais nas áreas diferentes interagem,” dizem Michelle Redinbaugh, um aluno diplomado no laboratório de Saalman e autor do co-chumbo do estudo, publicado hoje nos sistemas da pilha do jornal.

Para peneirar as características que indicam melhor se os macacos eram conscientes ou inconscientes, os pesquisadores usaram a aprendizagem de máquina. Entregaram sua grande associação dos dados sobre a um computador, disseram ao computador que estado de consciência tinha produzido cada teste padrão da actividade de cérebro, e pedido o computador que áreas do cérebro e dos testes padrões da actividade elétrica corresponderam o mais fortemente com a consciência.

Os resultados aguçado longe do córtice frontal, da parte do cérebro monitorado tipicamente para manter com segurança a anestesia geral em pacientes humanos e na peça muito provavelmente para exibir as ondas lentas da actividade consideraram por muito tempo típico da inconsciência.

“Na clínica agora, podem pôr os eléctrodos sobre a testa do paciente,” diz Mohsen Afrasiabi, o outro autor principal do estudo e um cientista assistente no laboratório de Saalmann. “Nós propor que a parte traseira da cabeça seja um lugar mais importante para aqueles eléctrodos, porque nós aprendemos que a parte traseira do cérebro e as áreas profundas do cérebro são mais com carácter de previsão do estado de consciência do que a parte dianteira.”

E quando a baixa e actividade de alta freqüência puder estar presente em estados inconscientes, ele é a complexidade que indica melhor uma mente do acordo.

“Em um estado anestesiado ou inconsciente, aquelas pontas de prova em 100 locais diferentes gravam um número relativamente pequeno de testes padrões da actividade,” diz Saalmann, cujo o trabalho é apoiado pelos institutos de saúde nacionais.

Um maior -- ou mais complexo -- a escala dos testes padrões foi associada com o estado acordado do macaco.

“Você precisa mais complexidade de transportar mais informação, que é porque se relacionou à consciência,” Redinbaugh diz. “Se você tem menos complexidade através destas áreas importantes do cérebro, não podem transportar muita informação. Você está olhando um cérebro inconsciente.”

Umas medidas mais exactas dos pacientes que submetem-se à anestesia são um resultado possível dos resultados novos, e os pesquisadores são parte de uma colaboração apoiada pelo National Science Foundation que trabalha em aplicar o conhecimento das áreas chaves do cérebro.

“Além apenas de detectar o estado de consciência, estas ideias poderiam melhorar resultados terapêuticos dos povos com desordens da consciência,” Saalmann diz. “Nós poderíamos usar-se o que nós aprendemos aperfeiçoar testes padrões elétricos com a estimulação precisa do cérebro e para ajudar os povos que estão por exemplo em um coma mantêm um nível contínuo de consciência.”

Source:
Journal reference:

Afrasiabi, M., et al. (2021) Consciousness depends on integration between parietal cortex, striatum, and thalamus. Cell Systems. doi.org/10.1016/j.cels.2021.02.003.