Nu vil forskerne finde din sjæl

Først bad de hende åbne og lukke den ene hånd. Så bad de hende slappe af i hånden. Mazurkevich rørte sig ikke en tomme. Men elektroderne på hendes hoved afslørede, at hun havde hørt lægerne klart og tydeligt.

Elektroderne havde opfanget hjernens elektriske signaler, som viste, at Maria Mazurkevich ikke alene reagerede på lægernes ord, men også opfattede forskellen på de forskellige anmodninger.

Hun var med andre ord bevidst om sine omgivelser – og lægerne havde fået et enestående glimt ind i hendes bevidsthed.

Maria Mazurkevichs historie kan hjælpe forskerne med at løse et af videnskabens største mysterier.

Igennem tusinder af år har verdens store tænkere prøvet at forstå, hvad bevidsthed er, og hvor den befinder sig. Nogle har kaldt den for sjælen, og mange har forestillet sig, at den var en selvstændig enhed, der kunne forlade kroppen.

Ligesom mange af vores andre mentale egenskaber hører bevidstheden hjemme i hjernen – men i modsætning til vores evner til fx at genkende et ansigt eller formulere en sætning har bevidstheden hidtil vist sig at være frustrerende uhåndgribelig og umulig at lokalisere i virvaret af nerveceller.

Det skal et banebrydende internationalt projekt nu lave om på.

Lette problemer er svære

Bevidsthed er svær at sætte ord på. Men en central egenskab ved bevidstheden er de følelser, vi får af at opleve verden. Disse følelser kaldes af psykologer og neurologer for qualia.

Når vi fx ser på en solmoden tomat, vil hjernen registrere lys med en bølgelængde på 660 nanometer, som pr. definition er rødt. Vi oplever imidlertid ikke tomatens røde farve som en særlig bølgelængde, men derimod som en mere udefinerlig følelse af “rød”.

Og når flygtige kemiske stoffer fra tomaten påvirker sansecellerne i vores næse, registrerer vi heller ikke tilstedeværelsen af metylsalicylat og benzaldehyd, men derimod en behagelig duft af tomat.

Qualia er oplevelsen af farve, lyd, lugt, smag og kildren, men også fornemmelse af at være forelsket eller ked af det eller vide, at du netop nu sidder og læser denne artikel.

At forstå, hvordan qualia opstår og fortolkes i hjernen, er det, forskerne kalder bevidsthedens svære problem. Det svære problem kan sandsynligvis ikke løses alene med udgangspunkt i biologi og andre naturvidenskaber, men rækker langt ind i psykologiens og filosofiens mere abstrakte tænkning.

I modsætning til det mere filosofiske svære problem er bevidsthedens såkaldte lette problemer mere konkrete. Her handler det ikke om at forstå, hvordan vores oplevelse af bevidsthed opstår, men om at finde frem til de komplekse kredsløb i hjernen, som rent mekanistisk gør den i stand til at skabe vores bevidsthed.

Disse problemer er udelukkende lette i den forstand, at de er mere håndgribelige end det svære problem, og at de kan tilgås med klassiske naturvidenskabelige metoder. I enhver anden forstand er de næsten uoverskueligt svære.

Heldigvis skræmmer denne udfordring ikke forskerne. I et af de mest ambitiøse videnskabelige projekter nogensinde vil forskere fra hele verden gennemsøge hver eneste celle i hjernen for at finde bevidsthedens hjem.

Sjælen gemmer sig i turbulens

Det såkaldte Human Brain Project er et samarbejde mellem mere end 500 forskere fra 16 lande. Projektets mål er blandt andet at kortlægge hver eneste af menneskehjernens ca. 86 milliarder nerveceller og samtidig forstå, hvordan kommunikationen mellem nervecellerne skaber vores tanker og adfærd.

Allerede nu har Human Brain Project gjort flere vigtige opdagelser. To af projektets forskere, danske Morten Kringelbach og italienske Gustavo Deco, gennemgik i 2022 hjerneskanninger fra over 1000 mennesker og undersøgte, hvordan information og energi flyder gennem nervecellerne fra en del af hjernen til en anden.

Forskerne afslørede, at bevidsthed er et resultat af turbulens i hjernen. Turbulensen opstår, når hjernens informations- og energistrømme er kaotiske i tid og rum, hvilket giver mulighed for at overføre information meget mere effektivt.

Fænomenet kan sammenlignes med en suppe, hvor ingredienserne bliver blandet meget hurtigere, hvis man pisker kaotisk i alle retninger frem for at røre rundt i gryden med den samme jævne, cirkulære bevægelse.

Informations- og energistrømmene var altså mere kaotiske, når personerne var ved fuld bevidsthed frem for i ubevidste tilstande som dyb søvn og koma.

Resultaterne viste også, at der hos personer ved fuld bevidsthed var et større flow af information over lange afstande sammenlignet med personer i koma. Omvendt havde folk i koma et større informationsflow over korte afstande i hjernen.

Hos de sovende forsøgspersoner var udvekslingen af information lav over både korte og lange afstande.

Opdagelsen er et gennembrud, men præcis hvad den kommer til at betyde for vores forståelse af bevidsthed, er endnu uklart. Dens betydning vil først stå klar, når vi har et mere komplet billede af hjernen.

Vand afslører hovedveje

Et kort over samtlige af hjernens nerveceller har indtil nu været en umulig drøm. Men takket være en række nye avancerede teknikker kan forskerne fra Human Brain Project snart gøre drømmen til virkelighed.

En af teknikkerne kaldes 3D-PLI og blev udviklet af den tyske fysiker Markus Axer. Teknikken udføres på hjerner fra døde mennesker og foregår ved, at forskerne skærer hjernen i skiver og tager billeder af hver skive. Derefter kan billederne samles på computeren til en 3D-model af hjernen og alle dens celler.

Nye teknikker tillader også kortlægning af hjernen hos levende mennesker i uhørt stor detaljegrad. En særlig form for MRI-skanning lader eksempelvis forskerne følge vandmolekylers bevægelser langs bundter af nerveceller.

Skanningsmetoden får nervebundternes størrelse og udstrækning til at træde tydeligt frem. Og fordi tykke nervebundter mellem to hjernecentre er et tegn på en omfattende udveksling af signaler, bliver det muligt at finde frem til hjernens hovedveje.

Den store detaljegrad vil gøre forskerne i stand til at forstå langt mere præcist, hvordan hjernens virvar af elektriske signaler giver ophav til bestemte tanker eller følelser – og til vores bevidsthed.

Læger skal tænde bevidstheden

Ud over nye teknikker er udforskningen af vores bevidsthed også afhængig af ekstraordinære historier som den om Maria Mazurkevich. Hun var tilsyneladende i koma, men viste sig at være ved bevidsthed.

Hvis forskerne bag Human Brain Project får mulighed for at skanne personer som hende, vil vi kunne få en bedre forståelse for, hvordan turbulens i hjernen giver ophav til bevidstheden – eller hvordan bestemte nervebundter skaber den særlige følelse af at opleve verden.

Den viden vil i første omgang gøre os klogere på bevidsthedens mekanistiske, såkaldt lette, problemer. Men når det er sket, vil vi samtidig være klædt bedre på til at løse det svære, mere filosofiske problem.

Forskningen vil også have afgørende praktiske anvendelsesmuligheder. Lægerne vil fx blive bedre til at identificere, hvilke komapatienter der i virkeligheden er ved fuld bevidsthed – eller endda til at antænde bevidstheden hos dem, som har mistet den.

Hvad angår Maria Mazurkevich, så ender historien heldigvis lykkeligt.

Efter en uge begyndte hendes krop så småt at følge hjernens elektriske signaler, så hun kunne knytte hånden, når lægerne bad hende om det. Og efter et år var hun helt rask. I dag arbejder hun som apoteksassistent.