یافته‌های جدید پژوهشگران مغز: در هنگام مرگ, مغز شما را به رویایی خوش می‌برد

(الیا باز - پژوهشگر مغز, علوم شناختی و متخصص علوم اعصاب محاسباتی در NIH)

همانطور که بارها در پادکست باز گفتم, ما در مغز و علوم شناختی در دوران پیشانیوتونی قرار داریم, اطلاعاتی رو که راجع به مغز و اینکه چگونه کار میکنه خیلی خیلی موردی و اندک هست. یکی از دلایلی که علیرغم دانش به نسبت کافی در مورد سایر اعضای بدن, راجع به مغز خیلی خیلی کم میدونیم این است که بسیاری از آزمایشات علوم اعصاب رو, به دلایل اخلاقی و پزشکی نمیشه روی مغز انسان پیاده کرد.

خیلی از آزمایشات مثل ضبط فعالیتهای مغزی, نیازمند گذاشتن آرایه هایی مثل آی‌سی روی مغز هست که بخاطر افزایش ریسک عفونت روی انسان انجام نمی‌شه, یا مثلا آدمها رو نمیشه برای مدت طولانی توی دستگاه‌های تصویربرداری مثل fMRI گذاشت. برای همین خیلی از آزمایشات روی میمونها و موشها انجام میشه تا با تقریب خوبی به اونچه در مغز انسان می‌گذره پی ببریم.

من در آزمایشگاه بخش نورونها, علوم شناختی و رفتاری انیستیتوی ملی سلامت امریکا, بیشتر تحقیقاتم روی فعالیتهای مغز در پردازش و فهم بینایی‌ست و سعی دارم بفهمم که مغز چطور می‌فهمد که چه چیزی دیده؟ اگر نواحی کورتکس بینایی رو تحریک الکتریکی کنیم, یعنی بنوعی به طور مصنوعی پیامهای الکتریکی تقلبی به مغز برسانیم , چه تغییری در چیزی که مغز میبینه بوجود میاد. من در کارم موفق شدم که با تحریک مغز چیزهایی رو به میمون نشون بدم که در واقعیت چشم میمون اونها رو نمیدید. در میانه این تحقیقات ما نیم نگاهی هم به رویا و خواب داشتیم؛ جایی که مغز بدون دریافت اطلاعاتی از چشم به شما یک رویا رو نشان میده و فعالیت‌های کورتکس بینایی شبیه زمانی هست که شما واقعا دارید یک واقعه رو میبینید همراه با فراخوانی داده ها از قسمت حافظه.

متاسفانه ما نمیتونیم به سادگی این آزمایشها را روی مغز انسان پیاده کنیم, اما گاهی برای دانشمندان علوم اعصاب که همیشه مترصد فرصتهای بسیار نایاب و طلایی برای کار روی مغز انسان هستند فرصتهایی طلایی پیدا میشه, یکی از این موارد بیماران مبتلا به صرع پیشرفته با تکرار زیاد حملات هستند. وقتی حمله‌های صرع زیاد میشه ممکنه جان بیمار رو به خطر بندازه و به درمانهای دارویی هم جواب نمیده, در این موارد پزشکان سعی میکنند با ابزارهایی دیگه از جمله fMRI, نوارهای مغزی EEG و یا کارگذاشتن آرایه‌هایی در مغز برای ضبط و تحریک مغز الگوهای فعالیت مغزی در هنگام حمله صرع رو پیدا کنند که با جراحی اون قسمت بتونن حملات رو کاهش بدن.

چندی قبل در کشور استونی, هنگامی که یک بیمار 87 ساله به صرع مبتلا شد، دکتر رائول ویسنته از دانشگاه تارتو، استونی و همکارانش از الکتروانسفالوگرافی مداوم (EEG) برای تشخیص تشنج و درمان بیمار استفاده کردند. در طی این ضبط ها، بیمار دچار حمله قلبی شد و از دنیا رفت. این رویداد غیرمنتظره به دانشمندان اجازه داد تا برای اولین بار فعالیت مغز انسان در حال مرگ را ثبت کنند.

دکتر ویسنته و همکارانش فعالیتهای مغزی این بیمار در حال مرگ را ثبت کرده اند و الگوهای امواج مغزی ریتمیک را در حوالی زمان مرگ کشف کرده اند که مشابه آنهایی است که در هنگام خواب دیدن، یادآوری حافظه و مراقبه رخ می دهد. اکنون، مطالعه‌ای که در Frontiers منتشر شده است، بینش جدیدی در مورد نقش سازمانی احتمالی مغز در هنگام مرگ به ارمغان می‌آورد و توضیحی برای یادآوری زنده زندگی در تجربیات نزدیک به مرگ ارائه می‌کند.

دکتر اجمل زمار، جراح مغز و اعصاب در دانشگاه لوئیویل گفت: ما 900 ثانیه از فعالیت مغز را در زمان مرگ اندازه گیری کردیم و تمرکز بیشتری را برای بررسی آنچه در 30 ثانیه قبل و بعد از توقف ضربان قلب اتفاق افتاد اختصاص دادیم و همین بازه اساس این پژوهش را پایه‌گذاری کرد. درست قبل و بعد از توقف کار قلب، ما شاهد تغییراتی در باند خاصی از نوسانات عصبی، به اصطلاح نوسانات گاما، و همچنین در نوسانات دلتا، تتا، آلفا و بتا بودیم.

نوسانات مغزی (که بیشتر به عنوان "امواج مغزی" شناخته می شود) الگوهایی از فعالیت ریتمیک مغز هستند که به طور معمول در مغز انسان زنده وجود دارد. انواع مختلف نوسانات، از جمله گاما، در عملکردهای شناختی بالایی مانند تمرکز، رویا، مراقبه، بازیابی حافظه، پردازش اطلاعات و ادراک آگاهانه نقش دارند، درست مانند موارد مرتبط با فلاش بک حافظه.

زمار می‌گوید: «از طریق ایجاد نوسان‌هایی که در بازیابی حافظه دخیل هستند، مغز ممکن است آخرین یادآوری رویدادهای مهم زندگی را درست قبل از مرگ ما انجام دهد، مشابه آنچه در تجارب نزدیک به مرگ گزارش شده است. این یافته‌ها درک ما را از اینکه دقیقاً چه زمانی زندگی به پایان می‌رسد به چالش می‌کشد و سؤالات بعدی مهمی مانند موارد مربوط به زمان اهدای عضو را ایجاد می‌کند.»

در حالی که این اولین بار است که در یک مطالعه پژوهشی, پژوهشگران توانستن که فعالیت مغز زنده را در طول فرآیند مرگ در انسان اندازه گیری کنند، تغییرات مشابهی در نوسانات گاما قبلا در موش هایی که در محیط های کنترل شده نگهداری می شدند مشاهده شده بود. این بدان معناست که ممکن است در هنگام مرگ، مغز یک پاسخ بیولوژیکی را سازماندهی و اجرا کند که می تواند در گونه های مختلف متناسب با ساختار مغزی اونها اجرا بشه

شرح کلینیکال بیمار

مرد 87 ساله ای بعد از اینکه بخاطر صرع از حال رفته بود و به حالت غش افتاده بود به اورژانس برده شد. در ابتدا، مقیاس کمای گلاسکو (GCS) او 15 بود، با این حال، او به سرعت به سطح GCS 10 (E3V2M5) با نایزوکوری (مردمک چپ: 4 میلی متر، مردمک چشم راست: 2 میلی متر) رسید با واکنش دو طرفه به نور و به وضوح شرایط به سمت بدتر شدن پیش رفت. رفلکس قرنیه و گگ حفظ شده و سی‌تی‌اسکن هماتوم‌های حاد ساب دورال دو طرفه (SDH) را با اثر توده‌ای بیشتر در سمت چپ (قطر حداکثر: 1.5 سانتی‌متر؛ شکل‌های 1A,B) و تغییر خط وسط نشان می‌داد. با توجه به نتیجه رادیوگرافی و کاهش شدید وضعیت هوشیاری و قعالیت عصبی بیمار، کرانیوتومی فشاری چپ برای تخلیه هماتوم انجام شد. پس از عمل، وضعیت سلامت بیمار به مدت دو روز در بخش مراقبت های ویژه پایدار بود، ولی بعد از آن با بدتر شدن همی پارزی راست و تکان های متناوب میوکلونیک در اندام تحتانی وضعیت سلامت بیمار رو به افول رفت. سی تی اسکن سه بعدی نشان داد که تخلیه SDH چپ و یک هماتوم سمت راست پایدار موفقیت آمیز بوده است. پس از مشاوره با متخصص اعصاب، بیمار فنی توئین و لوتیراستام دریافت کرد و الکتروانسفالوگرافی (EEG) انجام شد که وضعیت صرع غیر تشنجی را در نیمکره چپ نشان داد. حداقل 12 تشنج الکتروگرافیک شناسایی شد که پس از آن یک الگوی سرکوب ترکیدگی به طور خود به خود در نیمکره چپ را نشان میداد. مدت کوتاهی پس از آن، فعالیت الکتروگرافی روی هر دو نیمکره، الگوی سرکوب ترکیدن را نشان داد، که با ایجاد تاکی کاردی بطنی همراه با تنفس آپنوستی و ایست قلبی تنفسی بالینی دنبال شد. پس از گفتگو با خانواده بیمار و با در نظر گرفتن وضعیت "(DNR)" بیمار، درمان دیگری انجام نشد و بیمار فوت کرد.

تحلیل یافته‌های نوسانات عصبی مغز

برای بررسی تغییرات نوسانی در طول NDE،پژوهشگران نوسانات عصبی را از ضبط‌های EEG به‌دست‌آمده در طول دوره انتقال به مرگ تجزیه و تحلیل کرده و چهار پنجره زمانی مورد علاقه را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند: (1.) پنجره بازه داخلی (II) فعالیت از 385 تا 415 ثانیه پس از تشنج بالینی را ثبت می کند. (2.) پنجره سرکوب چپ (LS) قدرت طیفی جهانی را از 510 تا 540 ثانیه در نقطه میانی بین سرکوب فعالیت نیمکره چپ و دو طرفه هدف قرار می دهد. (3.) پنجره سرکوب دوطرفه (BS) فاصله بین سرکوب فعالیت دو طرفه نیمکره و ایست قلبی بالینی از 690 تا 720 ثانیه را در بر می گیرد. (4.) پنجره نهایی شامل دوره ایست قلبی (پس از CA) از 810 تا 840 ثانیه در نقطه میانی بین ایست قلبی و پایان ثبت EEG است. جدول زمانی با این پنجره ها در شکل های 2A,B نشان داده شده است.

در این تحقیق با ضبط مداوم EEG از مغز انسان را در طول دوره انتقال به مرگ مورد بررسی قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل طیفی افزایش قدرت گامای مطلق را پس از سرکوب فعالیت عصبی در هر دو نیمکره نشان داد و به دنبال آن کاهش قابل توجهی پس از ایست قلبی مشاهده شد. به صورت نسبی، درصد توان گاما بر کل توان سیگنال نیز پس از سرکوب دوطرفه همراه با کاهش ریتم‌های تتا افزایش می‌یابد. پس از ایست قلبی، مقدار نسبی توان گاما در مقایسه با بازه اینترکتال افزایش یافت، در حالی که کاهش امواج دلتا، بتا، آلفا و گامای مطلق مشاهده میشد. تجزیه و تحلیل انسجام بین منطقه ای نشان داد که پس از ایست قلبی، کاهش وابستگی کلی برای باندهای فرکانس آهسته تر رخ داد در حالی که انسجام برای باندهای سریعتر برای گامای باند باریک بدون تغییر یا اندکی افزایش یافت. این یافته‌ها با هم نشان می‌دهند که یک تعامل پیچیده بین باندهای فرکانس پایین و بالا پس از توقف تدریجی فعالیت مغز اتفاق می‌افتد و تا دوره‌ای که جریان خون مغزی متوقف می‌شود (پس از ایست قلبی) ادامه می‌یابد.

این یعنی بعد از ایست قلبی, مغز هنوز فعالیتهایی در نواحی بینایی (بدون وروی از چشم* مثل زمان رویا بینی) همراه با فراخوانی از حافظه و بقیه قسمتهای داخلی دارد و این فعالیتها ذره ذره کمتر شده تا هنگامی که بعد از ایست قلبی جریان خونرسانی به مغز متوقف شده و مغز همه اکسیژن خون را مصرف کرده و به کار خود پایان دهد. این یعنی وقتی مغز میفهد که دیگر قلب و دیگر اعضای حیانی از کار افتاده دست بکار خاموش کردن خود همراه با آرام کردن قسمتهای داخلی مغز میکند, اینگونه که بیمار خاطراتی رو از قسمت حافظه فراخوانی میکنه که به ارامتر شدن مود مغز کمک میکنه و با یادآوری خاطراتی خوش کم کم مغز خاموش میشه.

منابع:

1- Vicente, Raul, Michael Rizzuto, Can Sarica, Kazuaki Yamamoto, Mohammed Sadr, Tarun Khajuria, Mostafa Fatehi et al. "Enhanced Interplay of Neuronal Coherence and Coupling in the Dying Human Brain." Frontiers in Aging Neuroscience (2022): 80

2-https://blog.frontiersin.org/2022/02/22/what-happens-in-our-brain-when-we-die/