Forskare knutna till MIT hävdar att transkraniell fokuserad ultraljud — en icke-invasiv teknik som kan modulera aktivitet i djupa hjärnregioner — skulle kunna möjliggöra mer direkta orsak-verkan-tester av hur medvetna upplevelser uppstår. I en ”vägvisare”-översikt i *Neuroscience & Biobehavioral Reviews* beskriver de experimentella tillvägagångssätt avsedda att skilja mellan konkurrerande förklaringar till var och hur medvetenhet genereras i hjärnan.
Medvetandet förblir ett centralt olöst problem inom neurovetenskap och filosofi: forskare kan mäta hjärnaktivitet kopplad till upplevelser, men att fastställa om en given signal orsakar en medveten perception, snarare än bara åtföljer den, är långt svårare. En översiktsartikel i Neuroscience & Biobehavioral Reviews föreslår att transkraniell fokuserad ultraljud (tFUS) skulle kunna hjälpa till att täppa igen den klyftan genom att låta forskare modulera aktivitet i specifika hjärnregioner utan kirurgi, inklusive mål djupt under kortexet. Författarna beskriver metoden som kapabel att koncentrera akustisk energi på en liten millimeter-skalig måltavla genom skallen, och erbjuder tillgång till subkortikala strukturer som är svåra att påverka med icke-invasiva tekniker som transkraniell magnetstimulering eller transkraniell elektrisk stimulering. Artikeln — ”Transcranial focused ultrasound for identifying the neural substrate of conscious perception” — listar Daniel K. Freeman, Brian Odegaard (University of Florida), Seung-Schik Yoo (Brigham and Women’s Hospital and Harvard Medical School), och Matthias Michel (MIT) som författare. Freeman, forskare vid MIT Lincoln Laboratory, sade att tillvägagångssättet kunde bredda vad som är experimentellt möjligt hos friska volontärer. ”Transkraniell fokuserad ultraljud låter dig stimulera olika delar av hjärnan hos friska försökspersoner, på sätt som du helt enkelt inte kunde tidigare”, sade han och argumenterade för att det kunde användas inte bara för medicinska och grundläggande vetenskapliga frågor utan också för att undersöka långvariga debatter om ”medvetandets svåra problem”. Michel, en filosof som studerar medvetande, betonade att en stor flaskhals i fältet är den begränsade uppsättningen verktyg som kan manipulera hjärnaktivitet på ett säkert och tillförlitligt sätt. ”Det finns väldigt få tillförlitliga sätt att manipulera hjärnaktivitet som är säkra men också fungerar”, sade han. Vid beskrivning av forskningsriktningar pekar författarna på hur stimuleringsexperiment skulle kunna skilja neural aktivitet som är essentiell för medveten perception från aktivitet som kan vara nedströms eller tillfällig. De ramar in möjligheten som ett sätt att testa breda familjer av synsätt som ofta diskuteras i medvetandelitteraturen, inklusive synsätt som betonar högre nivå-integration — vanligen associerat med frontalloben — och synsätt som lägger större vikt vid lokaliserade eller lägre nivå-processer, potentiellt inklusive subkortikala bidrag. Artikeln lyfter också fram smärta och syn som kandidatområden för tidigt arbete, delvis eftersom beteendemässiga responser ibland föregår personens rapporterade upplevelse, vilket väcker frågor om var medveten sensation genereras. Freeman beskrev den osäkerheten som en grundläggande vetenskaplig lucka: ”Det är en grundvetenskaplig fråga, hur smärta genereras i hjärnan”, sade han och tillade att forskare fortfarande debatterar om nyckelkomponenter i smärtupplevelsen främst beror på kortikala regioner eller djupare strukturer. Freeman och Michel sade att de planerar experiment som börjar med stimulering av visuella kortex och senare utvidgas till högre frontala regioner, med målet att relatera inducerade neurala förändringar till vad en deltagare faktiskt upplever. Freeman sammanfattade skillnaden som att gå från neurala signaler ensamma till subjektiv rapport: ”Det är en sak att säga om dessa neuroner svarade elektriskt. Det är en annan sak att säga om en person såg ljus”, sade han. Utöver översikten co-leder Michel och neurovetaren Earl Miller MIT Consciousness Club, ett tvärvetenskapligt forum som arrangerar regelbundna evenemang om medvetandeforskning. MIT har beskrivit klubben som stödd av ett anslag från MIT Human Insight Collaborative (MITHIC). Forskningen som beskrivs i översikten stöddes av U.S. Department of the Air Force, enligt MIT:s publicerade redogörelse för arbetet. Michel varnade för att metoden fortfarande växer fram som forskningsverktyg och sade: ”Det är ett nytt verktyg, så vi vet verkligen inte i vilken utsträckning det kommer att fungera”, samtidigt som han argumenterade för att tillvägagångssättet är ”låg risk och hög belöning”.
