Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) предложили использовать транскраниальный сфокусированный ультразвук для исследования «проблемы сознания» — вопроса о том, как физиологические процессы в мозге порождают субъективный опыт.

Транскраниальный сфокусированный ультразвук (tFUS) — это метод, при котором акустические волны направляются через череп для стимуляции или мониторинга активности в определённых участках мозга размером до нескольких миллиметров. В отличие от других методов стимуляции мозга, таких как транскраниальная магнитная или электрическая стимуляция, tFUS позволяет воздействовать на глубокие структуры мозга с высокой точностью.

«Транскраниальный сфокусированный ультразвук — это инструмент, который полезен не только для медицины или фундаментальной науки, но и может помочь решить трудную проблему сознания. Он может исследовать, где в мозге находятся нейронные цепи, которые генерируют чувство боли, чувство зрения или даже что-то столь сложное, как человеческая мысль», — пояснил Дэниел Фриман, исследователь из MIT и соавтор исследования.

Существующие технологии мониторинга мозга, такие как МРТ, ЭЭГ и другие формы ультразвука, могут только визуализировать существующую активность в нейронной ткани, но не могут её изменять. tFUS же предлагает возможность отслеживать причинно-следственные связи между активностью мозга и субъективными переживаниями. Альтернативой tFUS является хирургическое вмешательство, которое несёт риски и этические ограничения при исследовании здорового мозга.

Исследователи из MIT заинтересованы в разрешении фундаментального спора о происхождении сознательного опыта: требует ли он мыслительных процессов высокого уровня, таких как рассуждение или саморефлексия, или же определённые паттерны локализованной активности, особенно в подкорковых структурах или задней части коры, порождают субъективный опыт без необходимости интерпретации.

С помощью tFUS учёные планируют ответить на ряд вопросов, которые помогут приблизиться к пониманию природы сознания. Например, какую роль играют префронтальная кора и подкорковые структуры в сознательном восприятии? Является ли сознание локальным или распределено? Если оно распределено по отдаленным областям мозга, то как различные восприятия связаны для создания единого опыта?

В будущих экспериментах учёные планируют стимулировать зрительную кору и области фронтальной коры.