Наркотизированный мозг не видит разницы между звуковой активностью собственных нейронов и обычным нейронным шумом.

Странный вопрос — «почему под общим наркозом ничего не слышно?» Да просто потому, что это общий наркоз. Уши у нас под наркозом не закрываются, так что очевидно, что наркотизирующие вещества как-то блокируют в мозге сигналы от звуковых рецепторов. Но что при этом происходит в мозге? Вот звук достиг барабанной перепонки, по слуховым косточкам перешёл в эндолимфу внутреннего уха, поколебал здесь волоски чувствительных клеток, те заставили нейроны слухового нерва сгенерировать импульс, который побежал в слуховой анализатор головного мозга. А дальше что?

(Фото: National Cancer Institute / Unsplash.com) 

Ответить на этот вопрос пытались и раньше, но методы не позволяли. Прежде нейробиологи могли фиксировать активность только небольшого ансамбля клеток, а наблюдение за небольшими ансамблями ничего не давало. Нужно было следить сразу за большими, многочисленными группами нейронов мозга, и не просто наблюдать, но ещё и иметь достаточно мощные вычислительные методы, которые бы позволили проанализировать совместную активность большого числа нейронов. Зато сейчас все нужные методы уже появились. В недавней статье в Nature Neuroscience сотрудники Института Пастера и Университета Париж–Сакле пишут, что происходит в больших нейронных ансамблях при общем наркозе.

Исследователи одновременно наблюдали почти за тысячей нейронов в слуховой коре мозга мыши; в одном случае мышь бодрствовала, в другом — была под наркозом. Оказалось, что даже когда ухо ничего не слышит, нейроны слуховой коры всё равно генерируют какие-то сигналы. (Это впрочем, неудивительно — вряд ли в мозге есть хоть какой-то участок, который замолкал бы надолго, даже если ему нечем заняться; фоновая активность есть всегда.) Но дело в том, что во время бодрствования нейроны спонтанной активности отличались от тех, которые реагировали на звук, то есть в слуховой коре было своеобразное разделение труда. А вот под наркозом на звук отвечали те же нейроны, у которых была спонтанная фоновая активность.

То есть звуковая активность была неотличима от фонового шума. И мозг под наркозом соответственно относился к звуковой активности нейронов так же, как к шуму — то есть не доводил до сознания. Вероятно, это можно сравнить с тем, как мы перестаём обращать внимание на шум холодильника — с той разницей, что под наркозом таким не стоящим внимания шумом для мозга становятся абсолютно любые звуки.

Возможно, нечто похожее происходит и в обычном, не наркотическом сне. Хотя в обычном сне мозг всё-таки что-то слышит и даже что-то запоминает: мы как-то рассказывали о том, что незнакомый голос немного тревожит спящий мозг, и что во сне мозг может выучивать ассоциации между незнакомыми словами их переводом, пусть эти ассоциации и получаются довольно общими. Кстати, есть данные, что и наркотизированный мозг кое-какие звуки всё-таки запоминает, хотя надо уточнить, что в этих экспериментах использовали небольшие дозы наркотизирующих веществ, заметно меньшие, чем те, что используют при хирургических операциях.