Нейронные связи лежат в основе современной науки, обеспечивая структуру, с помощью которой ученые объясняют память, восприятие, обучение и даже сознание. Микроскопические контакты между клетками мозга передают сигналы, которые объясняют различные аспекты нашего сложного сознания — по крайней мере, в теории.
Тем не менее, Тамлин Хант, философ и нейробиолог из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, предложил альтернативную гипотезу в статье для Scientific American. Хант предполагает, что ключ к пониманию сознания может лежать в эфаптическом поле — явлении, при котором нейроны взаимодействуют электромагнитно, не образуя физических связей.
Понятие нейронного кода было впервые описано американскими учеными в 1943 году. Они отображали активность мозга, приравнивая ее к двоичному коду, подобно компьютеру (0 и 1). Однако этот прорыв нисколько не приблизил человечество к пониманию природы сознания.
«Самый очевидный пробел в нашем понимании — это все, с чем мы не сталкивались на пути от глаза к руке. Все, что я не могу рассказать вам о разуме, потому что мы так мало знаем о том, как нервные импульсы его создают», — признал нейробиолог Марк Хамфрис в своей книге 2020 года «Скорость мысли: мгновенное путешествие через мозг за 2,1 секунды».
Исследователи давно подозревали, что нейроны общаются способами, выходящими за рамки традиционных синаптических связей. Одним из таких механизмов является эфаптическая коммуникация, при которой электромагнитные поля взаимодействуют в большем масштабе, чем электрические импульсы, возникающие в синапсах.
Доказательства эфаптических взаимодействий могут заключаться в сетчатке, которую некоторые ученые считают отдельной сущностью от мозга. Нейроны в сетчатке используют электродиффузию, а не традиционные синаптические связи, что позволяет зрительному нерву обрабатывать впечатляющий объем данных.
Экспериментальное подтверждение взаимодействия эфапических полей было получено в 2019 году, когда лаборатория Доминика Дюрана в Университете Кейс Вестерн Резерв разрезала гиппокамп мыши. Половинки продолжали общаться даже при разнице более 400 микрон. Результаты оказались настолько поразительными, что рецензенты потребовали повторить эксперимент, прежде чем одобрить его публикацию.
Дальнейшие исследования показали, что эпафтическое распространение поля происходит намного быстрее, чем нейронная сигнализация. В сером веществе это происходит примерно в 5000 раз быстрее, чем синаптические связи.
Несмотря на обширные экспериментальные данные, подтверждающие роль синаптической активации в таких процессах, как движение, слух и осязание, более высокая плотность информации в эфаптических полях, наряду с их проницаемостью и скоростью, поднимает вопрос о том, может ли природа полагаться на эти поля для критически важных функций мозга.
Похоже, что да. Известный нейробиолог Калифорнийского университета в Беркли Уолтер Фримен отметил, что традиционные скорости активации синапсов не могут объяснить скорость когнитивных процессов, которые он наблюдал у кроликов и кошек на протяжении многих лет.
Растущее количество исследований электромагнитных взаимодействий в мозге предлагает убедительное объяснение этой когнитивной скорости. Недавняя статья, опубликованная в журнале Frontiers in Psychology, предполагает, что эфапотические полевые эффекты могут быть тем самым механизмом, лежащим в основе самого сознания.