Сьюзан Гринфилд - Один день из жизни мозга. Нейробиология сознания от рассвета до заката

Connor, С. E. 'Neuroscience: friends and grandmothers'. Nature, 435, 1036–7 (2005).

Их идея заключалась в том, что принципы квантовой физики могли бы обусловливать альтернативный процесс генерации сознания, который включал бы различные гипотетические вероятности, сокращаемые эмпирическим наблюдением вплоть до одной-единственной (коллапс волновой функции). В одной из версий квантовой теории (Копенгагенской интерпретации, которая пытается соотнести теоретические формулировки квантовой механики с соответствующими экспериментальными данными) сам акт наблюдения заставляет систему пребывать в одном из различных потенциальных состояний – это так называемое «субъективное сокращение». Но в мозге, поскольку нет внешнего наблюдателя, квантовые события должны определяться спонтанно. Cramer, J. 'The transactional interpretation of quantum mechanics'. Review of Modern Physics, 58 647–87 (1986). http://ru.laser.ru/transaction/tiqm/index.html

Hameroff S.&Penrose, R. 'Consciousness in the universe: a review of the "Orch OR" theory'. Physics of Life Reviews, 11, 39–78 (2014).

Bernroider, G.&Roy, S. 'Quantum entanglement of K+ ions, multiple channel states and the role of noise in the brain'. SPIE Third International Symposium on Fluctuations and Noise (eds. Stocks, N. G., Abbott, D.&Morse, R. P.) 205–14 (International Society for Optics and Photonics, 2005). Engel, G.S.et al. 'Evidence for wavelike energy transfer through quantum coherence in photosynthetic systems'. Nature, 446, 782–6 (2007). Frohlich, H. 'The extraordinary dielectric properties of biological materials and the action of enzymes'. Proceedings of the Natural Academy of Sciences of the United States of America, 72, 4211 -15 (1975). Grinvald, A. et al. 'Cortical point-spread function and long-range lateral interactions revealed by real-timeoptical imaging of macaque monkey primary visual cortex'. Journal of Neuroscience, 14, 2545–68 (1994). Gauger, E. M. et al. 'Sustained quantum coherence and entanglement in the avian compass'. Physical Review Letters, 106, 040503 (2011). Hildner, R. et al. 'Quantum coherent energy transfer over varying pathways in single light-harvesting complexes'. Science, 340, 1448–51 (2013). Libet, В., Wright, E. W.&Gleason, С A. 'Preparation-orintention-to-act in relation to pre-event potentials recorded at the vertex'. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 56, 367–72 (1983). Ouyang, M.&Awschalom, D. D. 'Coherent spin transfer between molecularly bridged quantum dots'. Science, 301, 1074–8 (2003). Pokorny, J. 'Excitation of vibrations in microtubules in living cells'. Bioelectrochemistry, 63, 321–6 (2004). Turin, L. A spectroscopic mechanism for primary olfactory reception'. Chemical Senses, 21, 773–91 (1996).

Woolf, N. J. 'A possible role for cholinergic neurons of the basal forebrain and pontomesencephalon in consciousness'. Consciousness and Cognition, 6, 574–96 (1997).

Dennett, D. С.'Are we explaining consciousness yet? Cognition, 79, 221–37 (2001); Dennett, D. С Consciousness Explained. (Basic Books, 1991).

Здесь речь идет о панпсихизме – представлении о всеобщей одушевленности природы: для ознакомления с современным взглядом на это древнее мировоззрение см., например, работы Дэвида Чалмерса: http://consc.net/papers/panpsychism.pdf

Tononi, 2004. См. также E. Tononi, 'Integrated information theory of consciousness: an updated account'. Archives Italiennes Biobgie, 150, 290–326 (2012).

Тонони вводит термин «фи» в качестве меры этой интегрированной информации: локальные группы нейронов в ключевых областях мозга будут максимизировать значение phi в течение периода времени от десяти до нескольких сотен миллисекунд. Таким образом, таламокортикальная система приводится в качестве примера «высокой» фи.

McGinn, С. The Mysterious Flame: Conscious Minds in a Material World. (Basic Books, 1999).

Kurzweil, R. How to Create a Mind: The Secret of Human Thought Revealed. (Viking, 2012).

https://gigaom.com/2014/06/25/googles-ray-kurzweil-on-the-moment-when-computers-will-become-conscious/

Bergquist, F.&Ludwig, M. 'Dendritic transmitter release: a comparison of two model systems'. Journal of Neuroendocrinology, 20, 677–86 (2008).

McGinn, С. The Mysterious Flame: Conscious Minds in a Material World. (Basic Books, 1999).

Chalmers, D. J. 'The puzzle of conscious experience'. Scientific American, 273, 80–6 (1995); см. также Chalmers, D. J. 'Facing up to the problem of consciousness'. Journal of Consciousness Studies, 2, 200–19 (1995).

Тета-волны имеют характерную амплитуду 10 микровольт и частоту от 4 до 8 циклов в секунду. Lancel, М.'Cortical and subcortical EEG in relation to sleep-wake behavior in mammalian species'. Neuropsychobiology, 28(3), 154–9 (1993). Bajar E.&Guntekin B. 'Review of delta, theta, alpha, beta and gamma response oscillations in neuropsychiatric disorders'. Supplements to Clinical Neurophysiology, 62, 303–41 (2013).

Продолжительность REM-сна увеличивается с 10 минут в первом цикле до 50 минут в последнем. Purves, D. et al. (eds.) Neuroscience. (Sinauer, 2012).

Purves, D. et al. (eds.) Neuroscience. (Sinauer, 2012).

Дофамин, норадреналин, гистамин, серотонин и ацетилхолин уже давно принято считать «классическими» передатчиками, выделяющимися в области пресинаптической аксональной терминали, чтобы пересечь узкую щель (синапс) и попасть на терминаль клетки-мишени. Там передатчик осуществляет молекулярное рукопожатие со своим специализированным рецепторным белком, после чего клетка генерирует новый потенциал действия. Kandel, Е., Schwartz, James H.&Jessell, T., Principles of Neural Science, 5th edn (Elsevier, 2012).

Aston-Jones, G.&Bloom, F. Е. 'Activity of norepinephrine-containing locus coeruleus neurons in behaving rats anticipates fluctuations in the sleep-waking cycle'. Journal of Neuroscience, 1, 876–86 (1981); Kocsis, B. et al. 'Serotonergic neuron diversity: identification of raphe neurons with discharges time-locked to the hippocampal theta rhythm'. Proceedings of the Natural Academy of Sciences of the United States of America, 103, 1059–64 (2006); and Steininger, T. L. et al. 'Sleep-waking discharge of neurons in the posterior lateral hypothalamus of the albino rat'. Brain Research, 840, 138–47 (1999); and Takahashi, K., Lin, J.-S.&Sakai, K. 'Neuronal activity of histaminergic tuberomammillary neurons during wake-sleep states in the mouse'. Journal of Neuroscience, 26, 10292–8 (2006); Takahashi, K. et al. 'Locus coeruleus neuronal activity during the sleep-waking cycle in mice'. Neuroscience, 169, 1115–26 (2010); Jacobs, B. L.&Fornal, С. A. Activity of brain serotonergic neurons in the behaving animal'. Pharmacological Reviews, 43, 563–78 (1991).

Hobson, J. A. 'Sleep and dreaming: induction and mediation of REM sleep by cholinergic mechanisms'. Opinion in Neurobiology, 2, 6, 759–63 (Dec. 1992).

Lee, S. H.&Dan, Y. 'Neuromodulation of brain states'. Neuron, 76, 109–222 (2012).

Greenfield, S. A. The Private Life of the Brain (Penguin, 2000). Cole, A. E.&Nicoll, R. A. Acetylcholine mediates a slow synaptic potential in hippocampal pyramidal cells'. Science, 221, 1299–301 (1983); McCormick, D. A.&Prince, D. A/Mechanisms of action of acetylcholine in the guinea-pig cerebral cortex in vitro'. Journal of Physiology, 375, 169–94 (1986).

Между тем возможен четвертый этап. Если анестезирующего препарата введено слишком много, клетки мозга в его древней примитивной части, расположенной чуть выше спинного мозга, оставаясь живыми, тем не менее прекратят генерацию потенциалов действия. Поскольку эти клетки контролируют дыхание и сердечный ритм, вы, таким образом, перестанете дышать, а ваше кровяное давление упадет до опасно низких значений, что будет препятствовать кровоснабжению жизненно важных органов. Иными словами, вы можете умереть. Однако современные препараты и методы анестезиологии сводят вероятность такого развития событий к нулю.

Pandit, J. J.&Cook, Т. M. 'National Institute for Clinical Excellence guidance on measuring depth of anaesthesia: limitations of EEG-based technology'. British Journal of Anaesthesia, 112, 385–6 (2014).

Barrett, А. В. et al. 'Granger causality analysis of steady-state electroencephalographic signals during propofol-induced anaesthesia'. PLoS One, 7 (2012). Cruse, D. et al. 'Detecting awareness in the vegetative state: electroencephalographs evidence for attempted movements to command'. PLoS One, 7, e49933 (2012). Goldfine, A. M. et al. 'Reanalysis of "Bedside detection of awareness in the vegetative state: a cohort study" . Lancet, 381, 289–91 (2013). Lee, U. et al. 'Disruption of frontal-parietal communication by ketamine, propofol and sevoflurane'. Anesthesiology, 118, 1264–75 (2013). Mashour, G. A.&Avidan, M. S. 'Capturing covert consciousness'. Lancet, 381, 271 -2 (2013). Menon, R.&Kim, S. 'Spatial and temporal limits in cognitive neuroimaging with fMRI'. Trends in Cognitive Science, 3, 207–16 (1999). Nicolaou, N., Hourris, S., Alexandrou, P.&Georgiou, J. 'EEG-based automatic classification of «awake» versus «anesthetized» state in general anesthesia using Granger causality'. PLoS One, 7, e33869 (2012).