מחקר הדמיית מוח חושף קשרים חיוניים לתודעה האנושית

במאמר שכותרתו "MRI רב-מודאלי חושף קשרים בגזע המוח התומכים בערות בתודעה האנושית", שפורסם בכתב העת Science Translational Medicine, צוות חוקרים מבית החולים הכללי של מסצ'וסטס ומבית החולים לילדים בבוסטון יצר מפת קישוריות של רשת מוח שלדעתם חיונית לתודעה האנושית.

המחקר כלל סריקות ברזולוציה גבוהה שאפשרו לחוקרים לדמיין קשרים במוח ברזולוציה מרחבית של תת-מילימטר. התקדמות טכנית זו אפשרה להם לזהות מסלולים שלא נצפו בעבר המחברים את גזע המוח, התלמוס, ההיפותלמוס, המוח הקדמי הבסיסי וקליפת המוח.

יחד, מסלולים אלה יוצרים את "רשת ההפעלה העולה המוגדרת כברירת מחדל" אשר שומרת על ערות במנוחה אצל בני אדם בעלי הכרה. מושג הרשת "ברירת המחדל" מבוסס על הרעיון שרשתות מסוימות במוח פעילות ביותר מבחינה תפקודית כאשר המוח נמצא במנוחה, בעוד שרשתות אחרות פעילות יותר כאשר המוח מבצע משימות מכוונות מטרה.

כדי לחקור את התכונות התפקודיות של רשת מוחית ברירת מחדל זו, החוקרים ניתחו נתוני MRI תפקודיים במצב מנוחה של 7 טסלה מפרויקט ה-Human Connectome. ניתוחים אלה חשפו קשרים תפקודיים בין רשת ההפעלה העולה הסאב-קורטיקלית ברירת המחדל לבין רשת ברירת המחדל של קליפת המוח המתווכת מודעות עצמית במנוחה.

מפות קישוריות מבניות ותפקודיות משלימות מספקות בסיס נוירואנטומי לשילוב ערות ומודעות בתודעה האנושית. החוקרים פרסמו נתוני fMRI, טכניקות מיפוי מוח ואטלס חדש של הרווארד של רשת ההפעלה העולה כדי לתמוך במאמצים עתידיים למפות את הקישוריות של התודעה האנושית.

"מטרתנו הייתה למפות את רשת המוח האנושי, שהיא קריטית לתודעה, ולספק לרופאים כלים טובים יותר לאיתור, חיזוי וקידום התאוששות התודעה בחולים עם פגיעה מוחית טראומטית חמורה", מסביר המחבר הראשי ד"ר בריאן אדלו, מנהל שותף של מרכז מדעי המוח בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס, מנהל שותף של המרכז לנוירולוגיה ונוירו-שיקום (CNTR) בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס, פרופסור חבר לנוירולוגיה בבית הספר לרפואה של הרווארד, ועמית מחקר ע"ש צ'ן בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס בשנים 2023-2028.

ד"ר אדלו מסביר: "תוצאות הקישוריות שלנו מצביעות על כך שגירוי של המסלולים הדופמינרגיים של אזור הטגמנטל הגחוני עשוי לסייע לחולים לצאת מתרדמת, שכן מרכז זה מחובר לאזורי מוח רבים החיוניים לתודעה."

ד"ר חנה קיני, פרופסור אמריטוס בבית החולים לילדים בבוסטון ובבית הספר לרפואה של הרווארד, מוסיפה כי "ניתן להשתמש בקשרים במוח האנושי שזיהינו כמסלול דרכים להבנה טובה יותר של מגוון רחב של הפרעות נוירולוגיות הקשורות לשינויים בתודעה, מתרדמת ועד להתקפים ותסמונת מוות בעריסה פתאומי".

המחברים עורכים כעת ניסויים קליניים כדי לעורר את רשת ההפעלה העולה המוגדרת כברירת מחדל בחולים בתרדמת לאחר פגיעה מוחית טראומטית, במטרה להפעיל מחדש את הרשת ולהשיב את ההכרה.