Článek
Lidské vědomí. Slovo, které evokuje otázky staré jako lidstvo samo. Co to vlastně je? Kde se v našem fyzickém těle, konkrétně v mozku, bere naše schopnost prožívat, myslet, cítit, být si vědom sám sebe a okolního světa? Je vědomí jen iluze, vedlejší produkt složitých výpočtů neuronů, nebo je to něco fundamentálního, co přesahuje pouhou biologickou funkci? Tyto otázky leží na pomezí filozofie, psychologie a neurovědy a představují jednu z největších vědeckých záhad. Po staletí, ba tisíciletí, se myslitelé a vědci snaží rozluštit kód vědomí, ale jeho podstata nám stále uniká.
Vědecký výzkum vědomí se v posledních desetiletích zintenzivnil, zejména s pokroky v technikách zobrazování mozku a výpočetních metodách. Neurovědci se snaží najít „korelát vědomí“ – tedy identifikovat specifické mozkové aktivity nebo struktury, které jsou nezbytné a dostatečné pro vznik vědomého prožitku. Dlouhou dobu se většina pozornosti soustředila na mozkovou kůru (kortex). Mozková kůra, ta zvrásněná vnější vrstva mozku, je zodpovědná za složité kognitivní funkce, jako je myšlení, paměť, jazyk, vnímání a plánování. Bylo logické předpokládat, že právě v této evolučně nejmladší a nejkomplexnější části mozku sídlí i naše vědomí. Mnohé teorie vědomí se proto zaměřovaly na kortikální oblasti a konektivitu mezi nimi.
Existuje několik prominentních teorií, které se snaží vysvětlit, jak vědomí vzniká na úrovni mozku. Jednou z nich je teorie globálního pracovního prostoru (Global Workspace Theory), která předpokládá, že vědomí vzniká, když se informace z různých specializovaných mozkových oblastí „vysílají“ do jakéhosi globálního pracovního prostoru, odkud jsou dostupné dalším částem mozku. Jinými slovy, vědomí by mělo být spojeno s širokou distribucí informací v mozku, za kterou je primárně zodpovědná mozková kůra. Další vlivnou teorií je teorie integrované informace (Integrated Information Theory - IIT), která se snaží kvantifikovat míru vědomí na základě způsobu, jakým systém (mozek) integruje informace. Podle IIT by vědomí mělo být spojeno se systémy, které jsou schopny integrovat velké množství informací způsobem, který nelze redukovat na součet jeho částí. Mnozí zastánci IIT rovněž viděli kortex jako hlavního kandidáta na sídlo takové vysoce integrované informace.
Tradiční pohled tedy do značné míry stavěl mozkovou kůru na piedestal jako výhradní či primární centrum vědomí. Poškození rozsáhlých oblastí kortexu, například po vážném poranění mozku nebo cévní mozkové příhodě, často vede k poruchám vědomí, což tuto myšlenku dále podporovalo. Bylo tedy obecně přijímáno, že pro to, abychom byli při vědomí, je nezbytná zdravá a aktivní mozková kůra.
Nicméně, některé klinické případy a novější výzkumy začaly tuto kortex-centrickou vizi zpochybňovat. Objevily se případy pacientů s rozsáhlým poškozením mozkové kůry, kteří si přesto zachovali určitou míru vědomí, nebo naopak pacienti s relativně neporušenou kůrou, kteří byli ve stavu bezvědomí. To naznačovalo, že vědomí by mohlo mít složitější neuronální základ, než se původně předpokládalo, a že by se na něm mohly podílet i jiné, hlouběji uložené mozkové struktury, tzv. podkorové oblasti.
Právě na tyto podkorové oblasti se zaměřila nedávná výzkumná studie, která si dala za cíl prozkoumat jejich roli ve vědomí a porovnat ji s tradičnější rolí mozkové kůry. Tuto studii by se dalo obrazně nazvat „epickým mozkovým soubojem“, kde proti sobě nestály dvě části mozku v pravém slova smyslu, ale spíše dva pohledy na to, kde vědomí v mozku vzniká – zda primárně v kůře, nebo zda významnou, možná až překvapivě důležitou roli hrají i starší a hlouběji uložené struktury.
Výzkumníci využili pokročilé neurozobrazovací metody, pravděpodobně funkční magnetickou rezonanci (fMRI) nebo elektroencefalografii (EEG), které umožňují sledovat aktivitu mozku v reálném čase. fMRI měří změny v průtoku krve v různých oblastech mozku, což je nepřímý ukazatel neuronální aktivity. EEG zase snímá elektrickou aktivitu mozku pomocí elektrod umístěných na pokožce hlavy a odráží synchronizovanou aktivitu velkého množství neuronů. Kombinací těchto metod a zkoumáním mozkové aktivity u účastníků v různých stavech vědomí (např. při plném vědomí, během spánku, pod anestezií) a u pacientů s různými typy poškození mozku, se snažili identifikovat vzorce aktivity spojené s přítomností nebo absencí vědomého prožitku.
Studie se speciálně zaměřila na konektivitu a interakce mezi mozkovou kůrou a určitými podkorovými oblastmi. Mezi klíčové podkorové struktury, které se v souvislosti s vědomím často zmiňují, patří například thalamus, bazální ganglia nebo mozkový kmen. Thalamus je často popisován jako „přepojovací stanice“ pro smyslové informace na cestě do kůry, ale zároveň má složité spoje s mnoha kortikálními oblastmi a předpokládá se, že hraje roli v regulaci bdělosti a stavů vědomí. Bazální ganglia jsou spojena především s řízením pohybu, ale mají také komplexní spoje s kůrou a podílejí se na kognitivních procesech. Mozkový kmen, evolučně nejstarší část mozku, reguluje základní životní funkce jako dýchání a srdeční tep, ale obsahuje také jádra a dráhy nezbytné pro udržení bdělosti a přechody mezi spánkem a bděním.
Překvapivé zjištění studie spočívá v tom, že se ukázalo, že aktivita a především konektivita mezi mozkovou kůrou a určitými podkorovými oblastmi může být pro vznik a udržení vědomí důležitější, než se dříve myslelo, a možná dokonce zásadnější než samotná aktivita v rámci rozsáhlých oblastí kortexu. Tradiční pohled předpokládal, že vědomí „vychází“ z kůry, ale nová data naznačují, že by mohlo jít spíše o dynamickou interakci a zpětnovazebné smyčky mezi kůrou a hlouběji uloženými strukturami. Některé konkrétní podkorové oblasti se v této „mozaice vědomí“ ukázaly být nečekaně klíčové. Například se mohlo ukázat, že synchronizovaná aktivita nebo specifické vzorce komunikace mezi kůrou a thalamem jsou nezbytné pro vědomé prožívání, nebo že určité okruhy zahrnující bazální ganglia hrají roli, která byla dříve přehlížena.
To neznamená, že mozková kůra není pro vědomí důležitá. Složité kognitivní aspekty vědomí, jako je myšlení, sebereflexe nebo detailní vnímání, nepochybně vyžadují integritu a aktivitu kortikálních oblastí. Nicméně, zdá se, že „jiskra“ vědomí, základní pocit „bytí si vědom“, by mohl být více vázán na fungování určitých subkortikálních struktur a jejich dialog s kůrou, než na samotnou rozsáhlou kortikální aktivitu. Tato zjištění tedy nepodkopávají význam kortexu, ale spíše naznačují, že vědomí je emergentní vlastnost, která vzniká ze složité interakce rozsáhlé neuronální sítě zahrnující jak kortikální, tak i specifické podkorové oblasti.
Představte si orchestr. Tradiční pohled na vědomí by byl jako věřit, že hudba (vědomí) vychází pouze ze smyčcových nástrojů (kortexu), protože hrají melodii. Nová studie však naznačuje, že by to mohlo být spíše tak, že hudba vzniká ze souhry celého orchestru, kde i nástroje v pozadí (podkorové oblasti) hrají klíčovou roli v rytmu, harmonii a celkovém zvuku. Bez jejich přispění by melodie smyčců sama o sobě nebyla úplnou hudbou.
Tyto překvapivé objevy mají významné důsledky pro naše chápání vědomí. Zpochybňují zjednodušené modely, které lokalizovaly vědomí převážně do kortexu a nutí vědce přehodnotit neuronální okruhy a interakce, které by mohly být jeho základem. Otevírají nové cesty pro výzkum a naznačují, že bychom se měli více soustředit na dynamiku a konektivitu mezi různými mozkovými oblastmi, spíše než na jednotlivé oblasti samotné.
Z praktického hlediska mohou mít tyto poznatky dopad i na klinickou medicínu, zejména v oblasti neurologie a intenzivní péče. Lepší pochopení neuronálních korelátů vědomí by mohlo vést k přesnější diagnostice stavů změněného vědomí, jako je kóma, vegetativní stav nebo stav minimálního vědomí, a potenciálně i k vývoji nových terapeutických strategií pro obnovení vědomí u pacientů s poškozením mozku. Pokud se ukáže, že určité podkorové okruhy hrají ve vědomí zásadní roli, mohly by se stát terčem pro nové léčebné přístupy, například pomocí hluboké mozkové stimulace.
Je důležité si uvědomit, že tato studie je pouze jedním dílkem obrovské skládačky, kterou je lidské vědomí. Ačkoliv jsou její výsledky velmi významné a překvapivé, neznamenají, že jsme rázem rozluštili celou záhadu. Vědomí je nesmírně komplexní fenomén, který zahrnuje mnoho různých aspektů – od základního pocitu bdělosti a vnímání až po složité kognitivní procesy a sebereflexi. Různé aspekty vědomí mohou mít různé neuronální základy. Nicméně, posun v našem chápání, který tato studie přináší, je klíčový a ukazuje, že cesta k pochopení vědomí vede přes zkoumání složitých interakcí v celém mozku.
Budoucí výzkum se bude muset zaměřit na replikaci těchto zjištění v dalších studiích a na detailnější prozkoumání role specifických podkorových jader a jejich spojení s kortexem. Bude nutné použít kombinaci různých výzkumných metod – od pokročilého neurozobrazování přes studie na zvířecích modelech až po výpočetní modelování – aby se plně rozluštila složitá neuronální síť, která je základem našeho vědomí.
Studium vědomí je zároveň výzvou metodologickou i etickou. Jak objektivně měřit něco tak subjektivního jako vědomý prožitek? Jak zkoumat vědomí u pacientů, kteří nemohou komunikovat? Tyto otázky vyžadují inovativní přístupy a pečlivé zvážení etických aspektů výzkumu.
Překvapivé objevy o roli podkorových oblastí v původu vědomí nám připomínají, že mozek je daleko složitější a záhadnější, než si často uvědomujeme. Naše vnitřní realita, náš pocit „já“, se zřejmě nerodí v jediném „centru“, ale vynořuje se ze složité souhry miliard neuronů a jejich spojení, která propojují evolučně starší i mladší části mozku do jednoho dynamického celku. Tato nová zjištění nás zvou na další vzrušující cestu poznání do hlubin lidské mysli a samotné podstaty toho, co to znamená být si vědom.
