Психиатрия Всемирная психиатрия
№02 2014
Внутренняя активность мозга и осознание чувства времени у больных шизофренией №02 2014
Номера страниц в выпуске:144-145
Связана ли напрямую активность нейронов со случайными событиями внешней среды? Это центральный вопрос, поднятый Cacioppo и его коллегами [1]. Sherrington, британский невролог, работавший в начале XX века, рассматривал головной мозг как пассивный рефлекторный аппарат. С его точки зрения, внешние стимулы из окружающей среды являются триггерами, которые запускают активность в нейронных путях, являющихся субстратом сенсомоторных рефлексов. Это редукционистское представление о работе мозга неоднократное подвергалось критике такими авторами как G. Brown, K. Lashley и R. LIinas, которые считали, что для мозга характерна собственная внутренняя активность [2].
Перевод: Шмелева Л.М.
Редактура: Алфимов П.В.
Связана ли напрямую активность нейронов со случайными событиями внешней среды? Это центральный вопрос, поднятый Cacioppo и его коллегами [1]. Sherrington, британский невролог, работавший в начале XX века, рассматривал головной мозг как пассивный рефлекторный аппарат. С его точки зрения, внешние стимулы из окружающей среды являются триггерами, которые запускают активность в нейронных путях, являющихся субстратом сенсомоторных рефлексов. Это редукционистское представление о работе мозга неоднократное подвергалось критике такими авторами как G. Brown, K. Lashley и R. LIinas, которые считали, что для мозга характерна собственная внутренняя активность [2].
Недавно обнаружено, что для некоторых отделов мозга характерна интенсивная активность в состоянии покоя (т. н. сеть пассивного режима работы мозга) [3]. В научной литературе идет спор о функциональной роли этой сети. Предполагается, что она отвечает за феномен самосознания [4] и сознания в целом [5-9].
Однако остается неясным, как особенности нейрональной активности в состоянии покоя соотносятся с внешними стимулами из окружающего мира, а также чем обусловлено взаимодействие между сознанием и самосознанием и активностью, опосредованной внешними стимулами. Чтобы прояснить это, требуется разработать специальную модель взаимодействия внешне (extrinsic) и внутренне (intristic) обусловленной активности головного мозга.
Под внутренне обусловленной активностью понимается спонтанная активность головного мозга, генерируемая самостоятельно [10, 11]. Поскольку наблюдаемая спонтанная активность подразумевает отсутствие каких-либо внешних стимулов, термины «внутренне обусловленная активность» и «активность в состоянии покоя» (resting state activity) нередко являются взаимозаменяемыми, особенно в экспериментальном контексте [10].
Недавно появилась гипотеза о том, что медленноволновые колебания в состоянии покоя в диапазоне 0,001-4 Гц являются определяющими в формировании сознания [3, 5, 12]. За счет удлиненного временного цикла, то есть длительности фазы, эти медленноволновые колебания могут хорошо подходить для интеграции различной информации. Процесс интеграции информации обеспечивает связь «содержания» мышления с сознанием [7, 9].
Спонтанные колебания нейрональной активности в состоянии покоя – это частое явление. Нередко низкочастотные (<0,1 Гц) спонтанные колебания наблюдаются при регистрации работы сети пассивного режима работы мозга. Низко- и высокочастотные спонтанные колебания также часто регистрируются в других областях мозга, предположительно не имеющих отношения к сети пассивного режима работы мозга (например, в сенсорных и моторных корковых зонах, островке, базальных ганглиях и таламусе). Считается, что низкочастотные колебания не являются специфическими для сети пассивного режима работы мозга, но, по-видимому, являются отличительной особенностью нейрональной активности в целом.
Должна существовать некая временная структура, связанная с внутренне обусловленной мозговой активностью. Такая структура должна отвечать за соединение дискретных временных точек. Определенная степень временной целостности (непрерывности) внутренне обусловленной мозговой активности, вероятно, обеспечивается за счет соединения различных нейрональных событий, произошедших в разные временные точки.
При некоторых психических расстройствах описаны нарушения пространственно-временной целостности сознания и внутренне обусловленной активности мозга. При шизофрении вместо надежного шаблона пространственно-временной целостности, т. н. «внутреннего ощущения времени и пространства», наблюдается фрагментация пространственно-временного чувства. В сознании таких пациентов отсутствует непрерывность времени и пространства. Вместо этого, поток сознания нарушается и блокируется тремя разобщенными временными измерениями: прошлым, настоящим и будущим.
Складывается впечатление, что у больных шизофренией отсутствует «клей», некое звено, которое связывает дискретные точки в физическом времени и пространстве. Лучше всего это нарушение демонстрирует следующая фраза больного шизофренией [13]: «Если я передвигаюсь быстро, это вызывает напряжение. Предметы проносятся слишком быстро. Все становится размытым, так, как будто я слепну, как будто перед моим взором внезапно сменяются несвязанные друг с другом картины».
Пациент описывает содержание своего сознания: различные, не связанные друг с другом картины; отсутствие плавного перехода между дискретными точками во времени и пространстве, связанные с двумя разными картинами. Можно сказать, что эти картины воспринимаются пациентом как «жемчужины» на «ожерелье» без связующей нити. Эта нить (непрерывность пространственно-временного чувства) разрушена, и пациенту не удается соединить, организовать и структурировать «жемчужины».
Другими словами, нарушается как «внутреннее осознание времени и пространства», так и «осознание содержимого мышления», что приводит к феномену пространственно-временной дезорганизации. Пациент воспринимает содержание своего сознания аномальным образом, что может проявляться в форме различных симптомов (расстройство «Я», расстройства мышления, бред, галлюцинации и др.).
Во многих недавних исследованиях обнаружены различные отклонения в работе мозга в состоянии покоя при шизофрении [14]. Например, описаны изменения волновой активности в диапазоне гамма-волн и низкочастотных дельта-волн [15], которые могут указывать на аномально измененную внутреннюю мозговую активность, связанную с восприятием времени. Многое остается неясным. Во-первых, неочевидно происхождение этих пространственно-временных нарушений. Во-вторых, не уточнена связь между этими аномальными феноменами и осознанием времени и пространства у больных шизофренией.
Внешне обусловленные стимулы могут попадать на уже поврежденную пространственно-временную «почву» и восприниматься искаженно. Это, в свою очередь, может объяснять некоторые сложные симптомы шизофрении, связанные с нарушенным взаимодействием между внутренне и внешне обусловленной активностью головного мозга (взаимодействие «покой-стимул»). Еще многое предстоит сделать для установления прямых связей между нейрональным и феноменологическим уровнем нарушений у этой категории пациентов.
Редактура: Алфимов П.В.
Связана ли напрямую активность нейронов со случайными событиями внешней среды? Это центральный вопрос, поднятый Cacioppo и его коллегами [1]. Sherrington, британский невролог, работавший в начале XX века, рассматривал головной мозг как пассивный рефлекторный аппарат. С его точки зрения, внешние стимулы из окружающей среды являются триггерами, которые запускают активность в нейронных путях, являющихся субстратом сенсомоторных рефлексов. Это редукционистское представление о работе мозга неоднократное подвергалось критике такими авторами как G. Brown, K. Lashley и R. LIinas, которые считали, что для мозга характерна собственная внутренняя активность [2].
Недавно обнаружено, что для некоторых отделов мозга характерна интенсивная активность в состоянии покоя (т. н. сеть пассивного режима работы мозга) [3]. В научной литературе идет спор о функциональной роли этой сети. Предполагается, что она отвечает за феномен самосознания [4] и сознания в целом [5-9].
Однако остается неясным, как особенности нейрональной активности в состоянии покоя соотносятся с внешними стимулами из окружающего мира, а также чем обусловлено взаимодействие между сознанием и самосознанием и активностью, опосредованной внешними стимулами. Чтобы прояснить это, требуется разработать специальную модель взаимодействия внешне (extrinsic) и внутренне (intristic) обусловленной активности головного мозга.
Под внутренне обусловленной активностью понимается спонтанная активность головного мозга, генерируемая самостоятельно [10, 11]. Поскольку наблюдаемая спонтанная активность подразумевает отсутствие каких-либо внешних стимулов, термины «внутренне обусловленная активность» и «активность в состоянии покоя» (resting state activity) нередко являются взаимозаменяемыми, особенно в экспериментальном контексте [10].
Недавно появилась гипотеза о том, что медленноволновые колебания в состоянии покоя в диапазоне 0,001-4 Гц являются определяющими в формировании сознания [3, 5, 12]. За счет удлиненного временного цикла, то есть длительности фазы, эти медленноволновые колебания могут хорошо подходить для интеграции различной информации. Процесс интеграции информации обеспечивает связь «содержания» мышления с сознанием [7, 9].
Спонтанные колебания нейрональной активности в состоянии покоя – это частое явление. Нередко низкочастотные (<0,1 Гц) спонтанные колебания наблюдаются при регистрации работы сети пассивного режима работы мозга. Низко- и высокочастотные спонтанные колебания также часто регистрируются в других областях мозга, предположительно не имеющих отношения к сети пассивного режима работы мозга (например, в сенсорных и моторных корковых зонах, островке, базальных ганглиях и таламусе). Считается, что низкочастотные колебания не являются специфическими для сети пассивного режима работы мозга, но, по-видимому, являются отличительной особенностью нейрональной активности в целом.
Должна существовать некая временная структура, связанная с внутренне обусловленной мозговой активностью. Такая структура должна отвечать за соединение дискретных временных точек. Определенная степень временной целостности (непрерывности) внутренне обусловленной мозговой активности, вероятно, обеспечивается за счет соединения различных нейрональных событий, произошедших в разные временные точки.
При некоторых психических расстройствах описаны нарушения пространственно-временной целостности сознания и внутренне обусловленной активности мозга. При шизофрении вместо надежного шаблона пространственно-временной целостности, т. н. «внутреннего ощущения времени и пространства», наблюдается фрагментация пространственно-временного чувства. В сознании таких пациентов отсутствует непрерывность времени и пространства. Вместо этого, поток сознания нарушается и блокируется тремя разобщенными временными измерениями: прошлым, настоящим и будущим.
Складывается впечатление, что у больных шизофренией отсутствует «клей», некое звено, которое связывает дискретные точки в физическом времени и пространстве. Лучше всего это нарушение демонстрирует следующая фраза больного шизофренией [13]: «Если я передвигаюсь быстро, это вызывает напряжение. Предметы проносятся слишком быстро. Все становится размытым, так, как будто я слепну, как будто перед моим взором внезапно сменяются несвязанные друг с другом картины».
Пациент описывает содержание своего сознания: различные, не связанные друг с другом картины; отсутствие плавного перехода между дискретными точками во времени и пространстве, связанные с двумя разными картинами. Можно сказать, что эти картины воспринимаются пациентом как «жемчужины» на «ожерелье» без связующей нити. Эта нить (непрерывность пространственно-временного чувства) разрушена, и пациенту не удается соединить, организовать и структурировать «жемчужины».
Другими словами, нарушается как «внутреннее осознание времени и пространства», так и «осознание содержимого мышления», что приводит к феномену пространственно-временной дезорганизации. Пациент воспринимает содержание своего сознания аномальным образом, что может проявляться в форме различных симптомов (расстройство «Я», расстройства мышления, бред, галлюцинации и др.).
Во многих недавних исследованиях обнаружены различные отклонения в работе мозга в состоянии покоя при шизофрении [14]. Например, описаны изменения волновой активности в диапазоне гамма-волн и низкочастотных дельта-волн [15], которые могут указывать на аномально измененную внутреннюю мозговую активность, связанную с восприятием времени. Многое остается неясным. Во-первых, неочевидно происхождение этих пространственно-временных нарушений. Во-вторых, не уточнена связь между этими аномальными феноменами и осознанием времени и пространства у больных шизофренией.
Внешне обусловленные стимулы могут попадать на уже поврежденную пространственно-временную «почву» и восприниматься искаженно. Это, в свою очередь, может объяснять некоторые сложные симптомы шизофрении, связанные с нарушенным взаимодействием между внутренне и внешне обусловленной активностью головного мозга (взаимодействие «покой-стимул»). Еще многое предстоит сделать для установления прямых связей между нейрональным и феноменологическим уровнем нарушений у этой категории пациентов.
Список исп. литературыСкрыть список
1. Cacioppo JT, Cacioppo S, Dulawa S et al. Social neuroscience and its potential contribution to psychiatry. World Psychiatry 2014;13:131-9.
2. Llin as R. I of the vortex: from neurons to self. Cambridge: MIT Press, 2002.
3. Raichle ME. A brief history of human brain mapping. Trends Neurosci 2009; 32:118-26.
4. Qin P, Northoff G. How is our self related to midline regions and the default mode network? Neuroimage 2011;57: 1221-33.
5. He BJ, Raichle ME. The fMRI signal, slow cortical potential and consciousness. Trends Cogn Sci 2009;13:302-9.
6. Tononi G, Koch C. The neural correlates of consciousness: an update. Ann NY Acad Sci 2008;1124:239-61.
7. Northoff G. What the brain’s intrinsic activity can tell us about consciousness? A tri-dimensional view. Neurosci Biobehav Rev (in press).
8. Northoff G. Unlocking the brain. Volume I: Coding. Oxford: Oxford University Press, 2013.
9. Northoff G. Unlocking the brain. Volume II: Consciousness. Oxford: Oxford University Press, 2013.
10. Logothetis NK, Murayama Y, Augath M et al. How not to study spontaneous activity. Neuroimage 2009;45:1080-9.
11. Northoff G. Immanuel Kant’s mind and the brain’s resting state. Trends Cogn Sci (in press).
12. He BJ, Snyder AZ, Zempel JM et al. Electrophysiological correlates of the brain’s intrinsic large-scale functional architecture. Proc Natl Acad Sci USA 2008;105: 16039-44.
13. Fuchs T. Das relationale Gehirn. Ein Beziehungsorgan. Stuttgart: Kohlhammer, 2011.
14. Northoff G, Qin P. How can the brain’s resting state activity generate hallucinations? A ‘resting state hypothesis’ of auditory verbal hallucinations. Schizophr Res 2011;127:202-14.
15. Javitt DC. Sensory processing in schizophrenia: neither simple nor intact. Schizophr Bull 2009;35:1059-64.