Tietoisuuden neurofilosofia

Tietoisuuden neurofilosofia – näköhavaintoon, unennäköön, ja hypnoosiin liittyvien tajunnanilmiöiden neuraaliset mekanismit

Hankkeen johtaja: ANTTI REVONSUO
Tutkijat: Niina Salminen-Vaparanta, Valdas Noreika 

Center for Cognitive Neuroscience, Turun yliopisto  

Neurofilosofia on uusi tutkimusalue, joka selvittää, voisiko empiirinen neurotiede ratkaista sellaisia perinteisiä filosofisia ongelmia, jotka liittyvät mielen ja aivojen väliseen suhteeseen. Tietoisuus on yksi neurofilosofisen tutkimuksen pääkohteista. Neurotieteessä tietoisuuden ja aivojen välistä suhdetta tutkitaan etsimällä subjektiivisten tajunnanilmiöiden hermostollisia vastineita. "Tietoisuus" -käsitteellä viitataan tässä yhteydessä subjektiiviseen kokemiseen sinänsä eli siihen, miltä havainnot, aistimukset ja muut mielentilat subjektiivisesti tuntuvat. Tähän liittyvän filosofisen ongelman ydin on seuraava: Emme edelleenkään ymmärrä, miten mikään puhtaasti fysikaalinen järjestelmä (kuten aivot) kykenee tuottamaan minkäänlaisia subjektiivisia tiloja. Subjektiivisten mielentilojemme ja aivojen objektiivisesti mitattavissa olevien neurofysiologisten ilmiöiden välillä vallitsee "selityksellinen kuilu". Tiedämme, että neuraalinen aktivaatio on jollakin tapaa yhteydessä subjektiivisiin elämyksiimme, mutta meillä ei ole mitään teoriaa joka kykenisi selittämään, miten neuraalisesta aktivaatiosta syntyy subjektiivisia kokemuksia, tai miksi niitä ylipäätään pitäisi syntyä minkäänlaisen neuraalisen aktivaation tuloksena. 

Tämän hankkeen päätavoitteena on suorittaa kokeita, jotka paljastavat subjektiivisiin tajunnanilmiöihin liittyviä hermostollisia mekanismeja. Mekanismien tutkimuksessa käytetään monia eri aivojen mittaus- ja kuvantamismenetelmiä (EEG, PET, fMRI, TMS). Niiden avulla konsortiossamme tutkitaan ilmiöitä, jotka ovat osoittautuneet kaikkein hedelmällisimmiksi tutkimuskohteiksi tajunnantutkimuksessa: (P1) näkötajunta, unennäkö, hypnoosi, sekä (P2) nukutusaineiden aiheuttama tajunnan menetys. Kokeiden perusideana on asettaa suoraan vastakkain kaksi tilannetta: toisessa subjektiivinen tajunnanilmiö on läsnä koehenkilön mielessä, toisessa se on poissa, vaikka kaikki muu pyritään pitämään vakiona. Tarkoituksena on määrittää, mitkä aivoaktivaatiot ovat suorimmin yhteydessä tajunnanilmiöiden läsnä- vs poissaoloon. Hankkeen tarkoituksena on myös arvioida, auttavatko tällaiset empiiriset löydökset biologisesti selittämään tajunnan olemassaolon tai jopa lopullisesti ratkaisemaan tajunnan ja aivojen välisen filosofisen ongelman.

Yhteystiedot: revonsuo(at)utu.fi, puh.: +358 2 333 6340

Tietoisuuden neurofilosofia – anestesia-aineiden aiheuttaman tajunnanmenetyksen neuraaliset mekanismit  

Hankkeen johtaja: HARRY SCHEININ¹
Tutkijat: Kimmo Kaskinoro², Ruut Kirla³, Anu Maksimow², Jaakko Långsjö², Kaike Kaisti³, Sargo Aalto²

¹Valtakunnallinen PET-keskus, Turun yliopisto, ²Turun yliopisto, ³Turun yliopistollinen keskussairaala  

Tämä projekti on osa "Tietoisuuden neurofilosofia" konsortiohanketta, jossa pyritään selvittämään tajunnan hermostollisia vastineita tutkimalla neljää tietoisuuden ilmiötä: (1) Visuaalista tajuntaa, (2) tajunnansisältöjä unennäön aikana, (3) tajunnantilaa hypnoosin aikana, sekä (4) anestesian aiheuttamaa tajunnanmenetetystä. 

Anestesia-aineiden aiheuttama tajunnanmenetys edustaa ainutlaatuista mahdollisuutta tutkia tietoisuuden neuraalista perustaa. Aiomme toteuttaa sarjan positroniemissiotomografia- (PET) ja aivosähkökäyräkokeita (elektroenkefalografia, EEG) terveillä vapaaehtoisilla koehenkilöillä. Tavoitteena on selvittää tajunnan hermostollisia vastineita eri mekanismeilla (GABA, a₂-agonismi, NMDA-salpaus) vaikuttavien anestesia-aineiden aiheuttaman tajunnanmenetyksen aikana. Kokeiden aikana rekisteröidään EEG:tä sekä suoritetaan PET-tutkimuksia hereillä ja anestesian aikana ja/tai toistuvasti nousevien lääkepitoisuuksia aikana. PET-menetelmää käytetään aivojen glukoosiaineenvaihdunnan (käyttäen ¹⁸F-merkittyä fluorodeoksiglukoosia) ja verenvirtauksen (käyttäen ¹⁵O-merkittyä H₂O:ta) mittaamiseksi. ¹⁵O-isotoopin lyhyen puoliintumisajan (2 min) takia, verenvirtausmittaus tuo monia etuja verrattuna sokeriaineenvaihdunnan mittaamiseen mahdollistaen toistuvat mittaukset ja monimutkaisemmat tutkimusasetelmat. Anestesian syvyyttä mitataan kliinisellä asteikolla, kvantitatiivisella EEG:llä, bispektraali-indeksillä (BIS), EEG:n spektraalientropialla sekä uusilla aivojen kuorikerroksen konnektiivisuutta mittaavilla EEG-indekseillä. EEG-dataa korreloidaan samanaikaisesti kerättyyn kliiniseen ja PET-dataan. 

Tutkimus voi johtaa uusien ja aikaisempia parempien anestesiasyvyysmittareiden kehittämiseen sekä anestesia-aineiden aiheuttaman tajunnanmenetyksen neuraalisten mekanismien sekä viime kädessä (yleis)anesteettien vaikutusmekanismin ymmärtämiseen.