სიზმრების კოგნიტური ნეირომეცნიერება

სიზმრების კოგნიტური ნეირომეცნიერება
1900-იან წლებში ზიგმუნდ ფროიდისეულმა ინტერპრეტაციებმა სიზმრების ფუნქციისა და პროცესის მიმართ მეცნიერულ ინტერესს დაუდო სათავე. თუმცა, ბოლო დრომდე, სიზმრის ნევროლოგია მაინც გაუგებარი რჩებოდა. ტვინის სკანირების თანამედროვე ტექნოლოგიით მიღებულმა ინფორმაციამ კი, სიზმრების შესწავლის ახალი საფუძვლები შექმნა. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ტექნოლოგიის საშუალებით სიზმრის ახსნა შესაძლებელი გახდა, ჯერ კიდევ არსებობს კითხვები და სხვადასხვა ინტერპრეტაციები მისი ფუნქციისა და შინარსის შესახებ.
სიზმრის ნევროლოგიაში თავდაპირველი დაკვირვებები აღწერილია 1951 წელს ჯორჯ ჰამფრისა და ოლივერ ზანგვილის მიერ. მათ ანგარიშში მოცემული იყო ტვინის დაზიანების ორი შემთხვევა, რომელთაც შედეგად მოჰყვა სიზმრების სრული ან თითქმის სრული შეწყვეტა. ორივე შემთხვევის დროს პაციენტებს დაზიანებული ჰქონდათ თხემის უკანა რეგიონები, ერთ-ერთის შემთხვევაში ასევე დაზიანებული იყო თხემ-კეფის მარცხენა მხარე. გარდა ამისა, დამატებითი ეფექტის სახით ვლინდებოდა ჰემიანოპია, შემცირებული ვიზუალიზაცია (სიფხიზლის დროს) და ვიზუალური მეხსიერების ხარვეზები. პაციენტები აღწერდნენ, რომ მათ მიერ დანახული ვიზუალური გამოსახულებები ბუნდოვანი და რთულად აღსადგენი იყო. მიუხედავად იმისა, რომ ჰამფრიმ და ზანგვილმა მხოლოდ ორი შემთხვევა აღწერეს, მათ შემოგვთავაზეს საწყისი იდეები სიზმრის ნევროლოგიური კომპონენტების შესახებ, კონკრეტულად კი, წინა ტვინის უბნების ჩართულობისა და ასევე, ვიზუალური გამოსახულებისა და სიზმრის უნარის კავშირის შესახებ.
სიზმრის მეცნიერული შესწავლის მეთოდოლოგიური პრობლემები
ისეთი სუბიექტური გამოცდილებების შესწავლისას, როგორიცაა სიზმარი, რამდენიმე სირთულე იჩენს თავს. სიზმრის შესწავლის მეთოდოლოგიებიც შეზღუდვებთანაა დაკავშირებული.
ვერბალურ აღწერაზე დამოკიდებულება
ერთი მნიშვნელოვანი ხარვეზი, რაც ახლავს სიზმრის შესწავლას არის ვერბალურად გადმოცემაზე დამოკიდებულება. სიზმარი გადმოცემულია სუბიექტის მეხსიერების სახით და შესაბამისად, არ არის ამ სიზმრის რეალური გამოცდილება. ამასთანავე, ამ ვერბალურმა აღწერამ შესაძლოა გავლენა განიცადოს რამდენიმე ფაქტორის მხრიდან. პირველი - მნიშვნელოვანია აღვნიშნოთ, რომ სიზმრები მოიცავს მრავალ ფსევდოსენსორულ, ემოციურ და მოტორულ ელემენტს, ხოლო სიზმრის გადმოცემა ვერბალური ფორმით არის მხოლოდ ნარატივი, რაც ართულებს მთლიანი, რეალური სურათის დანახვას. ვერბალურ აღწერას სხვა სირთულეებიც ახლავს, მაგალითად, დავიწყება. სიზმრები და სიზმრის აღწერა წარმოიქმნება ცნობიერების განსხვავებულ მდგომარეობებში, რომელთა შორისაც დროის სხვაობაცაა. ამ დროის განმავლობაში გონებას შეიძლება დაავიწყდეს და არასრული აღწერა, ან შინაარსობრივი სხვაობაც მივიღოთ. დავიწყება პროპორციულია დროის იმ რაოდენობისა, რაც გასულია სიზმრის გამოცდილებიდან გახსენების მდგომარეობამდე. გახსენების პროცესში ზოგი ინფორმაცია საერთოდ არაა წვდომადი. მეხსიერებიდან სიზმრის რეკონსტრუქციის დროს სიზუსტე შეიძლება დაირღვეს - სუბიექტმა შეიძლება იმაზე მეტი ინფორმაცია აღწეროს, ვიდრე რეალურად ნახა; ასევე შეიძლება დაირღვეს მოვლენათა თანმიმდევრობა. გარდა ამისა, სირთულეს წარმოადგენს ისიც, რომ ვერბალურად უნდა გადმოიცეს ვიზუალურად მოცემული სუბიექტური გამოცდილებები (მაგალითად, არარეალური ობიექტები, უცნაური გამოცდილებები და ემოციები). უფრო მეტიც, სუბიექტმა შეიძლება გაკიცხვის შიშით განზრახ დამალოს სამარცხვინო, ამორალური, პირადული სიზმრის გამოცდილებები, რაც შედეგად გვაძლევს არასრულ ანგარიშს.
საძილე ლაბორატორიის გარემო
საძილე ლაბორატორიის გარემო მეთოდოლოგიური პრობლემის კიდევ ერთი მთავარი წყაროა. ლაბორატორია არის არაბუნებრივი, უხერხული გარემო ძილისთვის. სუბიექტმა შეიძლება დისკომფორტი და მღელვარება იგრძნოს, რაც გაართულებს ძილს. ეს არის ცნობილი პირველი ღამის ეფექტი. საძილე ლაბორატორიაში სრულ ადაპტაციას ოთხი ან მეტი დღე სჭირდება, რაც იმაზე ხანგრძლივია, ვიდრე ლაბორატორიული კვლევა უნდა იყოს. ასევე, დაკვირვებამ აჩვენა, რომ ლაბორატორიაში განცდილი სიზმრის შინაარსი განსხვავდება სახლში განცდილი სიზმრისგან. ამის მსგავსად, ლაბორატორიის გარემომ შეიძლება იმოქმედოს გახსენებული სიზმრის შინაარსზეც შუაღამისას, სპონტანური გამოღვიძების დროს. ამის მსგავსი შედეგებია ნაჩვენები REM (Rapid eye movement sleep - თვალის სწრაფი მოძრაობით ძილი) და NREM (Non-Rapid eye movement sleep - თვალის ნელი მოძრაობით ძილი) სიზმრების აღწერაში დილით სპონტანური გამოღვიძებისას).
სტატისტიკური საკითხები
სიზმრის შესწავლის სტატისტიკური საკითხები მეთოდოლოგიური პრობლემის კიდევ ერთი მიზეზია. ბევრი მკვლევარი იყენებდა ცოტა მაგალითს ძილის კვლევისა და სტატისტიკური პარამეტრული გამოსახვისთვის (ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება ტვინის აქტივობის განსხვავებების შესამოწმებლად ფუნქციური ნეიროვიზუალიზაციის ექსპერიმენტის დროს). შედეგებს, რომლებიც მიღებულია მცირე რაოდენობის მაგალითებიდან, ყურადღებით ინტერპრეტაცია სჭირდება, რათა ავირიდოთ სტატისტიკური.
ტექნოლოგიური შეზღუდვები
ტექნოლოგიური შეზღუდვებიც ასევე მეთოდოლოგიურ პრობლემას წარმოადგენს. ტვინის გლობალური აქტივობის მონაცემებს, როგორიცაა ელექტროენცეფალოგრამის საშუალო ვოლტაჟი ან ცერებრული სისხლის ნაკადი, არ შეუძლია გამოკვეთოს მნიშვნელოვანი ნეირონული პოპულაციები, როგორიცაა ლოკუს კოერულეუსი, რაფა ნუკლეუსი და სხვა, რომლებიც ავლენენენ სიზმრის ფუნქციურ და მექანიზმთან დაკავშირებულ დეტალებს. მიუხედავად ამ ხარვეზებისა, მეცნიერები შეთანხმებული არიან, რომ ნეიროვიზუალიზაციით მიღებული კლინიკური მონაცემები ვალიდურია. ამის გამო კოგნიტურ ნეირომეცნიერებაში ეს მეთოდი ძალიან მნიშვნელოვანია.
დაზიანებისა და აქტივაციის ინტერპრეტაციები
პაციენტები ტვინის დაზიანებებით ადამიანის ტვინის მექანიზმებზე იშვიათ და მნიშვნელოვან ინფორმაციას იძლევიან. ევგენი ასერინსკი და ნათანიელ კლეიტმანი დააკვირდნენ REM ძილს და დაასკვნეს, რომ ეს იყო სიზმრის ფიზიოლოგიური მანიფესტაცია. ეს იყო მნიშვნელოვანი აღმოჩენა სიზმრის გააზრებაში. REM ძილის მდგომარეობაში გამოღვიძებული სუბიექტების 95 % ამბობდა, რომ ისინი სიზმარს ნახულობდნენ, ხოლო NREM ძილიდან გამოღვიღებული ცდისპირების მხოლოდ 5-10 % ახსენებდა სიზმარს.
REM და NREM სიზმრის აღწერათა შედარება
REM და NREM სიზმრის ანგარიშებს შორის რამდენიმე მნიშვნელოვანი განსხავება შეინიშნება. ექსპერტები ვერ თანხმდებიან საკითხზე, არის თუ არა თვისობრივი განსხვავებები, თუმცა არსებობს ზოგადი კონსესუსი, რომ რაოდენობრივი განსხვავებები ნამდვილად იჩენს თავს. REM გამოღვიძებისას სიზმრები უფრო ხშირად არის აღწერილი, ვიდრე NREM ძილიდან გამოღვიძებისას. სუბიექტების მიერ შედგენილი სიზმრების ანგარიში დაკავშირებულია REM-ის ხანგრძლივობასთან. სიზმრის აღწერილობის ხანგრძლივობა პროპორციულად იზრდება, როცა REM ძილი უფრო ხანგრძლივია. REM-დან გამოღვიძებისას სიზმრის აღწერილობა უფრო ვრცელია, ემოციურად დატვირთული და ნაკლებად მოიცავს გამოფხიზლებული მდგომარეობის მოგონებებს, ვიდრე NREM-დან გამოღვიძებისას ხდება. ზოგ სუბიექტს თავადვე შეუძლია განასხვავოს REM ძილიდან გამოაღვიძეს თუ NREM-დან.
REM ძილის მახასიათებლები სიზმრის მსგავს ნიშნებს მოიცავს. სიზმრის დროს ადამიანებს უმეტესად სჯერათ, რომ ღვიძავთ. სიზმრები შეიცავს მულტიმოდალურ ფსევდოაღქმებს, ხანდახან სენსორული მოდალობები გვხვდება, თუმცა უფრო ხშირად ვიზუალური და მოტორული. სიზმრის გამოსახულება შეიძლება შეიცვალოს ძალიან ჩქარა და ხშირად უცნაური ბუნებისაა, თუმცა ასევე ჰყვებიან მოვლენებს, რომლებიც ყოველდღიურობასაც ახასიათებს. სიზმრებში თვითრეფლექსიის შემცირება ან არარსებობა და სიფხიზლის შესაბამისი მეტა-კოგნიციის სხვა ფორმები ვლინდება. სიზმარი ხასიათდება ორიენტირების არასტაბილურობით. ადამიანები, დრო, ადგილები ერევა ერთმანეთს და ბუნდოვანია. სიზმრის ყველა ელემენტის ასახსნელად სუბიექტები ქმნიან ერთიან, ინტეგრირებულ ნარატივს. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ უფრო ხშირად NREM-ს დროს აკავშირებენ სუბიექტები სიზმრის აღწერილობას მათ რეალურ საზრუნავთან.
სიზმრის ნეიროანატომია
REM ძილი და სიზმრები
ასერინსკის და კლეიტმანის აღმოჩენამ წაახალისა შემდგომი კვლევები REM ძილის პროცესში ჩართული ტვინის მექანიზმის შესახებ. აღმოჩნდა, რომ REM წარმოშობილია ტვინის ღეროში ლოკალიზებული უჯრედების პატარა რეგიონის მიერ, რომელსაც ვაროლის ხიდი ეწოდება (ის მოთავსებულია ზურგის ტვინის ზემოთ კეფასთან). ვაროლის ხიდი გამოყოფს აცეტილქოლინს, რომელიც მოძრაობს წინა ტვინის სხვადასხვა ნაწილებში. ამ ადგილების ქოლინერგიური აქტივაცია იწვევს უშინაარსო გამოსახულებებს, რაც ქმნის სიზმრებს. ამ პროცესს კი ერთგვარად გამორთავს ნორადრენალინი და სეროტონინი, რომლებიც გამოიყოფა ტვინის ღეროდან. აქტივაცია-სინთეზის მოდელის ჩამოყალიბებას ალან ჰობსონისა და მაკკარლის მიერ 1975 წელს სწორედ ეს აღმოჩენები უძღოდა წინ. მათი მოდელის მიხედვით, სიზმრები აქტიურად გენერირდება ტვინის ღეროში და პასიურად სინთეზირდება წინა ტვინის მიერ. ქოლინერგიული აქტივაცია, რაც წინა ტვინის ყველა ადგილში მიმდინარეობს, იწვევს ტვინის კოგნიტური რეგიონების მცდელობებს, გააძლიერონ შეგრძნება ან ჩამოაყალიბონ აზრსმოკლებულ აქტივობად. ცერებრალური არეები არ თამაშობს მნიშვნელოვან როლს, რადგანაც REM ძილის დროს ვაროლის ხიდი ხელუხლებელია, ამ შემხთვევაშიც კი, თუ ზემოთა არეები დაუკავშირებელია. აქედან გამომდინარეობს დასკვნა, რომ REM ძილი იგივე სიზმარია.
NREM-ში გადასვლა
მიუხედავად იმისა, რომ ეს მოსაზრება დომინანტური იყო, 60-იანი წლებიდან გაჩნდა საპირისპირო მტკიცებულებები. მაგალითად, ფოულკსმა აჩვენა, რომ კომპლექსური გონებრივი პროცესი NREM-ის დროსაც შესაძლებელია. აქამდე ცდისპირები სიზმრებს მხოლოდ REM-დან გამოფხიზლების შემდეგ აღწერდნენ. ხოლო ფოულკსმა ცდისპირებს ჰკითხა არა ის, ხედავდნენ თუ არა სიზმრებს NREM-დან გამოფხიზლებულები, არამედ - რა ხდებოდა მათ თავებში გამოღვიძებამდე. ცდისპირების დაახლოებით 50 %-მა აღწერა რაღაც ფორმის გონებრივი პროცესი. უფრო მეტიც, NREM სიზმრები ძილის გარკვეულ ეტაპებად იყოფა. ამან დაასაბუთა, რომ სიზმრები არ იყო შეზღუდული REM ძილის მექანიზმებით და ამდენად, სიზმრებთან ტვინის აბსოლუტურად განსხვავებული არეებია დაკავშირებული.
ტვინის სტრუქტურის კვლევა შეიძლება ჩატარდეს კლინიკო-ანატომიური კორელაციებით. აქ მექანიზმები, რომლებიც ასოცირებულია REM ძილთან, მოშორებულია, რათა დააკვირდნენ, სიზმრები წყდება თუ არა. შემდეგ სიზმრებთან დაკავშირებულ არეებს აშორებენ, რათა ნახონ, REM ძილიც შეუძლებელი ხდება თუ არა. ასეთი კვლევები ძირითადად ცხოველებზე ტარდება. მთავარი პრობლემა REM ძილის შემთხვევაში ისაა, რომ ასოცირებული არე - ტვინის ღერო - ასევე დაკავშირებულია ცნობიერებასთან. ისეთი დაზიანებები, რომლებიც REM-ს შეაჩერებს, ცნობიერების გარეშეც დატოვებს სუბიექტს. თუმცა, კლინიკო-ანატომიურმა კორელაციებმა ამის დამადასტურებელი საბუთები არ აჩვენა. სიზმრის შეწყვეტის ყველა შემთხვევაში დაზიანება ლოკალიზდა არა ტვინის ღეროში, არამედ ტვინის სულ სხვა არეებში. უფრო მეტიც, REM ძილი შენარჩუნდა. სიზმარი დაიკარგა იმ შემთხვევებში, როცა ცერებრალური ჰემისფეროების ზედა ნაწილები დაზიანდა. REM ძილი კი კონტროლდება ვაროლის ხიდის ქოლინერგიული აქტივაციით. ამდენად, ახლა მიიჩნევენ, რომ სიზმარი შეიძლება იყოს დოფამინერგიული პროცესი, რომელიც ტვინის ლიმბურ და წინა არეებში მიმდინარეობს.
დოპამინერგიული აქტივაცია
სიზმრის პროცესში ორი ძირითადი წინა არე მონაწილეობს. პირველი მოიცავს წინა წილის თეთრ ნივთიერებას (თვალების ზემოთ). მთავარი სისტემები აქ მეზოლიმბური და მეზოკორტული დოპამინერგიული გზებია. აქვეა დამაკავშირებელი ბოჭკოები, რომლებიც წინა და ლიმბურ სტრუქტურებს აკავშირებს. დოფამინერგიული გზა იწყება ქვედა დასაფარი არიდან, ადის მაღლა ლატერალური ჰიპოთალამუსის სხვადასხვა ბაზალური წინა ტვინის არეების (ნუკლეუს ბაზალის, სტრია ტერმინალის, ნუკლეუს აკუმბენს-ის ნიჟარის) გავლით და მთავრდება ამიგდალაში, წინა სარტყლის კლაკნილსა და წინა კორტექსში. დოფამინერგიული გზის დაზიანებას შედეგად სიზმრის დაკარგვა მოჰყვება. ამის გარდა, გზის ქიმიური სტიმულირება (L-DOPA-თი, მაგალითად) ზრდის სიზმრის სიხშირესა და სიმკვეთრეს REM ძილზე გავლენის მოხდენის გარეშე. აღსანიშნავია, რომ მეზოლიმბური და მეზოკორტიკული გზები მიჩნეულია ტვინის სამოტივაციო ბრძანების ცენტრებად. ამიტომ დაზიანება არამარტო სიზმრის დაკარგვით სრულდება, არამედ მოტივირებული ქცევის დაკარგვითაც. დოფამინის გზის გადაკვეთა ან შეფერხება ასევე ამცირებს შიზოფრენიის პოზიტიურ სიმპტომებს, რაც დაკავშირებულია სიზმრის მსგავს მდგომარეობებთან. წამლებს, რომლებიც ბლოკავს ამ სისტემას, ანტი-ფსიქოტური ეფექტები აქვს, ასევე ამცირებს გადაჭარბებულ და ცხად სიზმრებს. სიზმარი რომ REM ძილისგან დამოუკიდებლად შეიძლება მოხდეს, ამას ასაბუთებს ღამის შეტევები NREM-ის დროს, ე.წ კოშმარები. ამ დროს აქტივაცია შეინიშნება საფეთქლის წილში.
ის, რომ მეზოლიმბური და მეზოკორტიკული დოპამინერგიული გზები ჩართულია ამ პროცესში, მოწმობს, რომ სიზმარი მოტივაციური კომპონენტის გააქტიურებისას ხდება. სიზმრები წყდება მხოლოდ მაშინ, როცა ეს გზა მოშორებულია. ეს სისტემა REM ძილის მექანიზმებით აქტიურდება, თუმცა გარდა ამისა, დამოუკიდებლად NREM ძილის ეტაპებზეც შეიძლება მოხდეს.
აღქმითი პროცესინგი
კიდევ ერთი არე, რომელზეც ფიქრობდნენ, რომ ჩართული იყო სიზმრების გენერირებაში, არის შუბლ-კეფა-საფეთქლის შეერთება (PTO). ეს ნაცრისფერი კორტექსის არე უკანა ტვინის მიმართულებით ჩართულია აღქმითი პროცესინგის უმაღლეს დონეებზე. ეს სწორედ ის ადგილია, სადაც აღქმები გარდაიქმნება აბსტრაქტულ აზრებად და მოგონებებად. PTO უმნიშვნელოვანესია გონებრივი გამოსახულების წარმოქმნისთვის. კონკრეტულად ამ არის დაზიანება იწვევს სიზმრის სრულ დაკარგვას. თუმცა აღქმითი პროცესინგის დაზიანება დაბალ საფეხურზე სიზმრის მხოლოდ გამოსახულების შემცირებით გამოიხატება. ეს არის საფუძველი იმ აზრისა, რომ სიზმარი შეიცავს მოვლენათა შებრუნებულ თანმიმდევრობას. რადგანაც ჯერ მაღალი დონე აქტიურდება, რომელიც ააქტიურებს დაბალს, ამიტომაც ზემოდან- ქვემოთ მიმართულება აქვს. ტვინის მოტივაციური მექანიზმების გააქტიურება, ჩვეულებრივ, იწვევს მიზანმიმართულ ქმედებას, თუმცა ძილის დროს მოტორულ სისტემასთან წვდომა შეზღუდულია. ამის შედეგად, აქტივაცია მოქმედებს უკუღმა აღქმითი არეების მიმართულებით. ამიტომაცაა, რომ სუბიექტი მოტივირებულ ქცევას კი არ მიმართავს, არამედ წარმოისახავს მას. გარდა ამისა, ლიმბურ ტვინში თავს იჩენს რეფლექსური სისტემის ინაქტივაცია, რაც სუბიექტს უბიძგებს, სიზმარი რეალობაში აერიოს. ამ არის დაზიანება ასევე იწვევს ადამიანის უუნარობას, გამოფხიზლებულ მდგომარეობაში გაარჩიოს სიზმარი რეალობისგან.
სქოლიო
კოგნიტური ნეირომეცნიერება