Исследование показало, что общая анестезия действует гораздо дольше, если вводить ее вместе с препаратом, стабилизирующим микротрубочки (компонент цитоскелета), что говорит о квантовой природе состояния сознания. В частности, было высказано предположение, что сознание может возникать в результате коллективных квантовых колебаний белков микротрубочек внутри нейронов. Эти результаты могут иметь большое значение для понимания основ сознания.
Общие анестетики обратимо приостанавливают сознание или подвижность у животных, растений и одноклеточных организмов. Однако, несмотря на десятилетия использования в медицине, точные биомолекулярные механизмы, с помощью которых эти соединения действуют на мозг, остаются неясными. Было высказано предположение, что молекулярные мишени, на которые действуют эти соединения, являются ключевыми в их способности вызывать бессознательное состояние.
Среди предполагаемых мишеней — микротрубочки, основные структурные компоненты всех клеток. Это плотные сети крошечных трубочек внутри клеток, которые образуют цитоскелет. В нейронах, помимо их структурной роли, они также необходимы для внутриклеточного транспорта и пластичности мозга. Исследования также предполагают, что они играют роль в обработке информации, кодировании памяти и посредничестве в формировании сознания.
Это привело к продолжающимся уже несколько десятилетий спорам о физической основе сознания. Хотя большинство исследователей считают, что оно основано на классической физике, меньшинство утверждает, что оно может иметь квантовую природу, управляемую коллективными квантовыми колебаниями микротрубочек. Если говорить более конкретно, то теория, известная как «организованная объективная редукция (Orch OR)», предполагает, что анестезия напрямую блокирует квантовые эффекты, необходимые для сознания в микротрубочках. Недавнее исследование показало, что анестезирующие газы (такие, как изофлуран) связываются с микротрубочками и ослабляют их оптические квантовые эффекты, что может быть причиной бессознательного состояния.
Кроме того, устойчивость к анестезии наблюдалась у онкологических больных, получавших химиотерапию на основе таксанов — соединений, которые предотвращают деполимеризацию белка, составляющего микротрубочки, и снижают пролиферацию клеток. У таких пациентов во время операции необычно повышалось артериальное давление, и им требовалось значительно больше опиоидных анальгетиков, чем обычно. Эти наблюдения подтверждают гипотезу о том, что связывание микротрубочек участвует в вызванной анестезией потере сознания.
Команда авторов нового исследования проанализировала эту гипотезу, экспериментально оценив, как вклад микротрубочек в качестве мишеней для летучих анестетиков может лежать в основе квантовой природы состояния сознания. «Поскольку мы не знаем других (т.е. классических) способов, с помощью которых связывание анестетика с микротрубочками могло бы в целом снизить активность мозга и вызвать бессознательное состояние, этот вывод подтверждает квантовую модель сознания», — объясняет соавтор исследования Майкл Вист в блоге колледжа Уэлсли (штат Массачусетс). Результаты исследования опубликованы в журнале .
Микротрубочки: квантовая основа сознания?
Чтобы оценить участие микротрубочек в формировании сознания, исследователи вводили здоровым взрослым крысам-самцам эпотилон B (epoB), препарат, стабилизирующий микротрубочки и способный проникать в мозг. Лечебная группа получила 0,75 мг/кг epoB, а контрольная — плацебо. Затем сравнивали скорость потери сознания (по эталонному показателю, известному как «латентность потери рефлекса вправления или LORR») под изофлураном (в концентрации 4%) до и после инъекции epoB.
Вист и его коллеги обнаружили, что группа, получавшая epoB, значительно дольше теряла сознание под наркозом, чем группа, не получавшая лечения. Грызунам потребовалось в среднем на 69 секунд больше времени, чтобы войти в бессознательное состояние. Это статистически значимое различие нельзя объяснить возможной толерантностью, вызванной повторным воздействием изофлурана. Это говорит о том, что анестетик действует на микротрубочки, вызывая бессознательное состояние, что подтверждает гипотезу о квантовой природе состояния сознания.
Это открытие потенциально может помочь раскрыть некоторые тайны нейронауки, такие, как сознание пациентов, находящихся в коме, и способ, которым некоторые соединения, такие как литий, модулируют сознание для стабилизации настроения. Это также может пролить свет на то, как нейродегенеративные заболевания влияют на восприятие и память, что может привести к созданию новых терапевтических стратегий. Более того, «как только будет признано, что разум — это квантовое явление, мы вступим в новую эру в нашем понимании того, кто мы есть», — заключает Вист.
Подпишись: