Принято считать, что активность головного мозга снижается при остановке сердечной деятельности, однако эксперименты на животных моделях неоднократно показывали, что остановка дыхательной и сердечной деятельности приводит к активации гамма-ритма и функциональной связности в мозге.

Чтобы подтвердить данные этих доклинических исследований, ученые из Висконсинского университета в Мадисоне проанализировали данные электроэнцефалограмм (ЭЭГ) у 4 пациентов, пребывавших в состоянии комы и отключенных от системы жизнеобеспечения.

Может ли мозг активироваться перед смертью? И каковы паттерны этой активности?

Согласно полученным данным, у двух пациентов наблюдалась резкое и значительное повышение гамма-активности, а также межполушарной функциональной связности. Первое наблюдение можно объяснить спонтанной клеточной активностью, обусловленной генерализованной гипоксией, однако второе наблюдение демонстрирует большую структурность в паттернах активности.

Таким образом выглядит ЭЭГ-картирование спектральной мощности у пациентов во время клинической смерти до наступления биологической смерти (по горизонтальной оси указаны секунды до смерти):

За 300 секунд до смерти отмечается выраженное увеличение гамма-активности с высокой частотой. Данный пик мощности наблюдался в соматосенсорной и дорсолатеральной префронтальной коре – зонах, ассоциированных с сознанием. Этот паттерн можно объяснить случайными бессмысленными колебаниями на фоне гипоксии.

Таким образом выглядит когерентная активность зон мозга, ответственных за сознание, – обмен сигналами между теменной и задневисочной долями:

Эти паттерны характеризуются более структурированной формой и похожи на аналогичную активность у спящих людей, а также у пациентов с эпилепсией, переживающих ощущения «выхода из тела».

Подобные сигналы не наблюдались у пациентов до отключения от систем жизнеобеспечения – на фоне состояния комы активность мозга была минимальной. Таким образом, мозг демонстрирует принципиально новые паттерны именно в состоянии клинической смерти.

Несмотря на то, что подобная активность мозга напоминала таковую у людей, находящихся в сознании, это не дает полноценного представления о том, что на самом деле чувствовали эти пациенты и была ли это «осознанная» активность. Тем не менее, полученные данные предоставляют важные сведения о феномене сознания – одной из самых сложных проблем современной нейронауки.

Источник: Xu Gang et al. Surge of neurophysiological coupling and connectivity of gamma oscillations in the dying human brain. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2023