Ένας κρυμμένος βιοφυσιολογικός ρυθμός βαθιά στον ανθρώπινο μέσο εγκέφαλο, που φαίνεται να κωδικοποιεί ενεργές καταστάσεις συνείδησης, αποκαλύφθηκε από μελέτη ακριβείας στην κλινική νευροψυχολογία και νευρολογία. Οι ερευνητές τεκμηριώνουν ένα έως τώρα άγνωστο μοτίβο ταχείας δραστηριότητας στον ανθρώπινο θάλαμο, την κεντρική πύλη του εγκεφάλου για την αντίληψη και την προσοχή.
Με απευθείας ενδοκρανιακές ηλεκτρικές καταγραφές από ασθενείς που υποβάλλονταν σε βαθιά εγκεφαλική διέγερση, η ομάδα απομόνωσε μια ιδιαίτερα συγκεκριμένη ταλάντωση 20–45 Hertz (Hz), η οποία εμφανίζεται αποκλειστικά κατά την εγρήγορση και τον ζωηρό ύπνο REM και εξαφανίζεται πλήρως στους κύκλους non-REM ύπνου.
Ερευνητές στη Νευροψυχολογία του LMU εντόπισαν έναν ρυθμό στο μέσο εγκέφαλο που θα μπορούσε να λειτουργεί ως βιοφυσιολογική «υπογραφή» για συγκεκριμένες καταστάσεις συνείδησης.
Ο θάλαμος, μια βαθιά δομή στο κέντρο του εγκεφάλου, συλλέγει και διαβιβάζει σήματα από πολλές περιοχές. Λειτουργεί σαν «πύλη» της αντίληψης και της προσοχής και θεωρείται κρίσιμος για τη στήριξη των συνειδητών καταστάσεων.
Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Nature Human Behaviour, ο καθηγητής Tobias Staudigl (Ψυχολογία, LMU) και η ομάδα του, σε συνεργασία με την PD Dr. Elisabeth Kaufmann (Νευρολογία, LMU), περιγράφουν ένα έως τώρα άγνωστο μοτίβο ταχείας δραστηριότητας στον ανθρώπινο θάλαμο.
Η ταχεία αυτή ταλάντωση, στο εύρος 20–45 Hz, εμφανίζεται μόνο κατά την εγρήγορση και τον ύπνο REM, τη φάση με ταχείες οφθαλμικές κινήσεις και έντονα όνειρα. Απουσιάζει πλήρως στον non-REM ύπνο, όπου οι οφθαλμικές κινήσεις λείπουν και η συνείδηση μειώνεται σημαντικά. Σε αυτή τη φάση, η εγκεφαλική δραστηριότητα κυριαρχείται από βραδύτερες ταλαντώσεις.
Οι μετρήσεις έγιναν με εμφυτευμένα ηλεκτρόδια
Στη μελέτη συμμετείχαν ασθενείς που λάμβαναν θεραπεία βαθιάς εγκεφαλικής διέγερσης για την επιληψία, με εμφύτευση ηλεκτροδίων στον θάλαμο για τη μείωση των κρίσεων.
Από επιστημονική άποψη, αυτό προσφέρει μια σπάνια ευκαιρία για άμεση καταγραφή της νευρικής δραστηριότητας στον ανθρώπινο θάλαμο. Η καταγραφή από τόσο βαθιές δομές είναι ιδιαίτερα δύσκολη με συνήθεις μεθόδους, όπως το επιφανειακό EEG.
Τα ευρήματα βασίστηκαν σε απευθείας καταγραφές δυναμικών πεδίου στον κεντρικό θάλαμο, σε συνδυασμό με επιφανειακό EEG, ανάλυση οφθαλμικών κινήσεων και ταξινόμηση των σταδίων ύπνου ανά ασθενή. Έτσι κατέστη δυνατή η ακριβής παρακολούθηση του τρόπου με τον οποίο μεταβάλλονται τα θηλαμικά μοτίβα ταλαντώσεων κατά την εγρήγορση και στα διάφορα στάδια ύπνου.
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ο κεντρικός θάλαμος διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση των καταστάσεων του εγκεφάλου. Σε συνδυασμό με την υπάρχουσα έρευνα, δείχνουν ότι αυτή η μικρή, βαθιά εγκεφαλική δομή θα μπορούσε να επηρεάζει ενεργά τις καταστάσεις της συνείδησής μας», εξηγεί ο Dr. Aditya Chowdhury, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Ο Tobias Staudigl προσθέτει: «Αυτά τα χαρακτηριστικά μοτίβα ρυθμών μπορούν να αποδοθούν με αξιοπιστία σε συγκεκριμένες καταστάσεις και έτσι έχουν τη δυνατότητα να λειτουργήσουν ως μετρήσιμη βιολογική υπογραφή των καταστάσεων συνείδησης».
Η βαθύτερη κατανόηση του σήματος που εντοπίστηκε στον θάλαμο έχει και κλινικό ενδιαφέρον. Θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για τη βελτιστοποίηση υπαρχουσών θεραπειών και, μακροπρόθεσμα, να οδηγήσει σε νέες προσεγγίσεις για άλλες νευρολογικές παθήσεις.
Χρηματοδότηση: Ο Staudigl έλαβε πρόσφατα χρηματοδότηση από το European Research Council για την περαιτέρω διερεύνηση του κλινικού δυναμικού της ανακάλυψης.
Χρήσιμες διευκρινίσεις από τη μελέτη
Γιατί δεν αρκεί το επιφανειακό EEG: Ο θάλαμος βρίσκεται πολύ βαθιά, κάτω από οστά, μύες και φλοιικές στιβάδες, ώστε τα συνήθη επιφανειακά ηλεκτρόδια να «διαβάσουν» τα αμυδρά, υψηλής συχνότητας σήματά του. Με τα εμφυτευμένα ηλεκτρόδια σε ασθενείς με επιληψία, οι ερευνητές του LMU κατέγραψαν απευθείας τη δραστηριότητα στην κεντρική «πύλη» της αντίληψης.
Γιατί εμφανίζεται και στον REM: Τα όνειρα του REM συνιστούν μια έντονα ενεργή κατάσταση συνείδησης. Παρότι το σώμα παραμένει ακίνητο, ο νους παράγει ζωηρές εμπειρίες και επεξεργάζεται έντονα συναισθήματα. Ο θάλαμος φαίνεται να χειρίζεται την ενεργή εγρήγορση και το ενεργό ονειρεύεσθαι με τον ίδιο γρήγορο ρυθμό 20–45 Hz.
Τι σημαίνει κλινικά: Το σήμα προσφέρει έναν αντικειμενικό, σε πραγματικό χρόνο, βιολογικό δείκτη της ακριβούς κατάστασης συνείδησης. Στο μέλλον, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για «έξυπνα» εμφυτεύματα βαθιάς διέγερσης που ρυθμίζουν αυτόματα τους παλμούς τους για την αποκατάσταση διαταραγμένων κυκλωμάτων συνείδησης.
Σχετικά με αυτή την έρευνα στη συνείδηση και τη νευροεπιστήμη
Author: Constanze Drewlo
Source: LMU
Contact: Constanze Drewlo – LMU
Image: Neuroscience News
Original Research: Closed access. “Thalamic oscillations distinguish natural states of consciousness in humans” by Aditya Chowdhury, Xiongbo Wu, Tara Beilner, Thomas Schreiner, Thomas Koeglsperger, Jan-Hinnerk Mehrkens, Jan Remi, Christian Vollmar, Elisabeth Kaufmann & Tobias Staudigl. Nature Human Behaviour DOI:10.1038/s41562-026-02446-z
Σύμφωνα με τη δημοσίευση: Οι φυσικές καταστάσεις συνείδησης θεωρείται ότι ρυθμίζονται από βαθιές εγκεφαλικές δομές όπως ο θάλαμος, όμως λίγα είναι γνωστά για την υποκείμενη ηλεκτροφυσιολογία στον άνθρωπο. Με μια σπάνια ευκαιρία άμεσης καταγραφής από τον ανθρώπινο θάλαμο, εντοπίζεται μια έως τώρα μη αναφερθείσα ταλάντωση ειδική για την εγκεφαλική κατάσταση, περίπου 19–45 Hz. Η ταλάντωση αυτή εμφανίζεται μόνο στον ύπνο REM και στην εγρήγορση, ενώ απουσιάζει στον non-REM ύπνο. Επιπλέον, διακρίνει μικροκαταστάσεις του REM, συνυπάρχοντας με ριπές οφθαλμικών κινήσεων, και είναι ειδική για τον κεντρικό θάλαμο, μια δομή που έχει συσχετιστεί με μεταβάσεις σε καθολικές εγκεφαλικές καταστάσεις. Η ανακάλυψη αυτού του διακριτού ταλαντωτικού αποτυπώματος ανοίγει δρόμους για περαιτέρω διερεύνηση της συμβολής του θαλάμου στις καταστάσεις συνείδησης και ενδεχομένως για τη βελτίωση παρεμβάσεων σε διαταραχές συνείδησης.
