Eestimaised unekatsed

Une-uuringud on teadvuseteadusele põnevad eelkõige seetõttu, et kui võrdleme aju ärkveloleku seisundis ja sügavas unes, on lisaks muudele erinevustele ilmselge ka see, et ärkveloleku seisundis on teadvus, sügavas unes aga mitte.

Teadvuseteaduses uuritakse tihtipeale nägemisteadvust ja vastandatakse tihti omavahel olukordi, kus mingit kindlat eesmärkobjekti teadvustatakse või mitte, kuid oluline on mõista, et sellise vastandamise puhul on mõlemas tingimuses tegelikult katseisik teadvusel – teadvuslik seisund kui selline nende tingimuste vahel ei erine. Ärkveloleku ja sügava une võrdlemine on seetõttu parem test teadvuse kui seisundi mõistmiseks. (Eesmärkobjekti teadvustamise ja mitteteadvustamise võrdlemine annab meile teadmisi selle kohta, kuidas mingi konkreetne tajusisu teadvusesse jõuab.)

Mis teeb teadvuse seisundi eriliseks? Mille poolest ta erineb teadvuseta seisundist? Mis teeb teadvusest teadvuse? Sügava une ja ärkveloleku erinevusi on palju uuritud, aga vastused neile küsimustele tulevad, nagu teaduses ikka, pigem pikkamööda. Selgelt on üks juhtivaid teadlasi, kes nende küsimuste üle mõtleb, Giulio Tononi. Tema grupilt on ka kaks viimaste aastate kõige olulisemat tööd selles valdkonnas. Mõlemas töös kombineeriti omavahel EEGd ja TMSi. EEG abil on võimalik aju elektrilist aktiivsust mõõta, TMSi abil on võimalik seda sama aktiivsust mõjutada. Seega nende kahe kombineerimisel erinevate teadvusseisunditega on võimalik vaadata, kuidas ajuaktiivsuse mõjutamine viib sõltuvalt teadvusseisundist erinevate tagajärgedeni. Tononi ja kolleegid näitasid esiteks kiiresti klassikaks saanud artiklis, et ehkki esmane ajuvastus TMSile on EEGga mõõtes sügavas unes võrreldav ärkvelolekuga, kestab ärkvelolekus TMSi poolt tekitatud aktiivsus kauem ja levib üle mitmete teiste ajupiirkondade. Teises töös näidati, et see tulemus on korratav, kui teadvuse seisundit võrrelda mitte sügava une, vaid üldnarkoosi seisundiga. Neid tulemusi interpreteeritakse Tononi informatsiooni integratsiooni teooria raames: kauem kestvam ja laialdasemalt leviv aktiivsus teadvuse seisundis tähendab, et aju efektiivne seostatus on kõrgem ja seega et informatsioon on rohkem integreeritud. Kui mõni lugeja seda eelmist lauset lugedes mõtles, et küll on alles tegu üldise ja ebaspetsiifilise selgitusega, siis nii ongi: need tulemused on väga head, kuid hüpe kestvamast ja laialdasemast aktiivsuslevist informatsiooni integratsioonini pole teaduslikult põhjendatud. Ehk siis – võib-olla on see kestvam ja laialdasem aktiivsuslevi tekitatud millegi muu poolt või äkki on ta seotud mingi muu protsessiga, kusjuures informatsiooni integratsioon on täiesti ebaoluline!?

Selle üle tuleks pikemalt arutleda, kuid teadlastel on kombeks asju lähemalt uurida – teha eksperimente. Talis Bachmanni laboris otsustasimegi sellesse temaatikasse süveneda. Viisime läbi põhimõtteliselt väga sarnase katse Tononi grupi esimesele tööle – kombineerisime omavahel TMSi, EEGd ja manipuleerisime teadvuse seisundit, nii et katseisikud olid ühes tingimuses ärkvel ja teises unenägudeta unes. Selle katse läbiviimine pole sugugi kergete killast, kuid kogu keerulise osa – katse eksperimentaalse poole – teostas väga edukalt Mihkel Stamm. Pärast andmete kogumist võisime küsida, millised ajuprotsessid on seotud teadvuse seisundiga.

Oleks olnud teaduslikult väga loogiline analüüsida andmeid täpselt nii nagu seda tegid Tononi ja kolleegid oma töös. Ilmselt tuleb see analüüs veel läbi viia, aga tookord ei olnud see esimene küsimus, mida me uurida tahtsime. Nimelt olime eelnevalt katsetanud kofeiini mõju TMSi poolt tekitatud EEG-aktiivsusele. Kõnealuses töös (kus esimeseks autoriks oli Carolina Murd) leidsime, et kofeiini tingimuses tekib tugevam aeglane negatiivne komponent kui platseebo tingimuses. Kofeiin tõstab aju üldist ärgastatust ja seega oli loogiline uurida, kas sügava une seisundis sarnased komponendid pöörduvad ümber – kas aeglane negatiivne komponent on sügava une tingimuses nõrgem kui ärkveloleku tingimuses?

Seda küsimust me Mihkli esimeses artiklis uurisimegi. Nagu teaduses ikka, ei kuku asjalood päris täpselt nii välja, nagu teadlased seda ootavad. Antud juhul leidsime, et, tõepoolest, aeglane negatiivne komponent on sügava une tingimuses nõrgem kui teadvusseisundis, kuid see erinevus on spetsiifiline parema ajupoolkera jaoks. Mõistetavalt olime esialgu pisut kimbatuses selle tulemuse tõlgendamisega, kuid lihtne selgitus oleks, et paremas ajupoolkeras tõepoolest on protsesse, mis on teadvusseisundi jaoks erilised. Näiteks tekib ruumieiramissündroom pigem just parema parietaalkorteksi kahjustuse tagajärjel. Erialakirjandusest võib leida ka mitmeid teisi tulemusi, mille valguses see meie leid enam nii üllatav ei tundugi.

Küll aga jäi natuke lahtiseks see, kuidas meie tulemused on ikkagi seotud Tononi ja teiste varem saadud tulemustega. Osati nad justkui sobiksid – ärkveloleku tingimuses on tõepoolest kauem mõõdetav negatiivne potentsiaalikomponent –, kuid samas on ärkveloleku tingimuses aeglased potentsiaalikõverad nulljoonele lähemal, mis viitab võimalusele, et sügava une tingimuses toimuvad (TMSi eelse ajaga võrreldes) siiski mingid (pidurdavad?) protsessid ka veel pea sekund pärast TMSi. Seega peab jääma edasiste analüüside öelda, kuivõrd sarnased meie tulemused Tononi omadele tegelikult on. Ja muidugi kaasneb selliste andmetega ka tuhat muud võimalust, kuidas neid analüüsida. Edasise töö eesmärgiks ongi need olulisemad analüüsisammud välja mõelda ja läbi viia. Ja jääb lootus, et lõpuks saame nõnda tõepoolest midagi uut ja olulist teada selle kohta, mis see teadvus ikkagi on.

Allikas:
Stamm jt (in press). Right-frontal slow negative potentials evoked by occipital TMS are reduced in NREM sleep. Neuroscience Letters.
(artikli preprint on isiklikuks ja hariduslikuks kasutamiseks kõigile kättesaadav siit).

  1. Bachmann
    veebruar 18, 2011, 9:22 p.l.

    Jaan jt: artikli käsikiri on nüüd juba üles riputatud Elsevieri ScienceDirect kodulehel (Neuroscience Letters); veerukorrektuuri lubati järgmisel nädalal.

  2. jaanaru
    veebruar 19, 2011, 8:51 e.l.

    jah, aitäh, märkasin. Selle puhul ja selle tõttu tegin ka vastava postituse. Viidatud preprint ongi elsevieri märgenditega esialgne käsikiri.

  3. Riho
    veebruar 20, 2011, 10:14 p.l.

    äge värk! ma kõigest küll aru ei saanud, aga iseenesest see katse kirjeldus juba tõi judinad kehale … ja mitte hirmust, vaid sellest, et tundus olevat tõesti põnev inimeste ajusse signaale saata ja vaadata, kuidas nad seal kulgevad

  4. jaanaru
    aprill 8, 2011, 9:24 p.l.
  1. No trackbacks yet.

Lisa kommentaar

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Muuda )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Muuda )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Muuda )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Muuda )

Connecting to %s