Ganzi inafichua nini kuhusu jinsi ubongo wetu unavyofanya kazi?

Jinsi ganzi ya jumla inavyofanya kazi bado haijaeleweka kikamilifu, lakini kuchunguza zaidi kunawapa wanasayansi mwangaza kuhusu asili ya ufahamu 'consciousness'.

Mwaka 1797, admirali maarufu wa Uingereza Horatio Nelson alikatwa mkono wake wa kulia. Upasuaji huo uliokoa maisha yake. Lakini kwa mujibu wa simulizi maarufu, dawa pekee ya ganzi aliyopewa ilikuwa ni glasi ya pombe aina ya rum.

Kwa sehemu kubwa ya historia ya binadamu, hata upasuaji wa kukata kiungo ulifanywa huku wagonjwa wakiwa macho kabisa.

Kuanzishwa kwa ganzi ya jumla mwaka 1846 kulikuwa mapinduzi makubwa. Ghafla, iliwezekana kuzima fahamu za mtu kwa muda, wakati wowote na mahali popote. Nelson angeweza kufanyiwa upasuaji wa kukatwa mkono na bado akaamka na kufika kwenye kifungua kinywa siku iliyofuata.

Leo, zaidi ya upasuaji milioni 350 hufanywa kila mwaka kwa kutumia ganzi ya jumla. Hata hivyo, bado haijaeleweka kikamilifu jinsi dawa hizi za kushangaza zinavyosababisha mtu kupoteza fahamu.

Dalili zinazojitokeza sasa zinawasaidia wanasayansi kuelewa zaidi jinsi ubongo unavyofanya kazi. Pia zinaweza kutoa mwanga kuhusu asili ya fahamu.

Ndoto ya wote

Kuna aina kadhaa za dawa za ganzi. Baadhi huzuia maumivu moja kwa moja, huku nyingine zikisababisha usingizi na utulivu. Ganzi ya jumla huenda hatua zaidi. Dawa hizi husababisha mtu kupoteza fahamu na hivyo kutotambua kabisa kinachoendelea karibu naye.

Kuna dawa nyingi zinazoweza kumfanya mtu apoteze fahamu. Zinatofautiana kwa namna mbalimbali nyingine hazina athari, kama xenon, ambayo haitumiki sana katika matibabu, na propofol, ambayo ndiyo dawa ya ganzi ya jumla inayotumika sana.

Dawa za ganzi ya jumla zinaweza kuwa na miundo tofauti kabisa ya kikemikali. Hata hivyo, kwa ujumla, athari yake ni kuvuruga mawasiliano kati ya seli za neva za ubongo na kuzizuia kutumiana ishara.

Vipimo vya picha za ubongo kwa kutumia MRI vinaonyesha wazi kupungua kwa shughuli za ubongo kwa ujumla.

Lakini bado haijaeleweka vizuri jinsi kupungua huko kwa shughuli za ubongo kunavyosababisha mtu kupoteza fahamu.

Kwanza, bado haijulikani ikiwa kupoteza fahamu kunakosababishwa na dawa za ganzi kunahitaji ubongo mzima ukatishe mawasiliano, au ikiwa baadhi ya maeneo ya ubongo yana umuhimu mkubwa zaidi kuliko mengine.

"Ingawa ubongo mzima unaweza kuzima, kwa sababu umeunganishwa kwa kiwango kikubwa, ni vigumu sana kutambua ni nini hasa kilichosababisha kuzimika huko kwa ujumla," anaeleza Nick Franks, profesa wa Biofizikia na Anesthesia katika Chuo cha Imperial London.

"Tunapoangalia picha za ubongo, inakuwa wazi kwamba kuna maeneo fulani ambayo ni nyeti zaidi na huanza kuzima mapema. Hilo linazua swali iwapo maeneo hayo ndiyo yanayochochea kuzimika kwa ubongo mzima," anaongeza.

Franks anaelekeza kwenye thalamasi, sehemu yenye umbo la yai iliyoko ndani kabisa ya ubongo na inayofanya kazi kama kituo cha kuunganisha maeneo mbalimbali ya ubongo.

Eneo hili linaonekana kupunguza shughuli zake mapema zaidi kuliko maeneo mengine mtu anapopewa ganzi ya jumla. Thalamasi ina jukumu muhimu, miongoni mwa kazi nyingine, katika kuanzisha na kudumisha usingizi. Je, hii ina maana kwamba dawa za ganzi hufanya kazi kwa "kuteka" mifumo ya asili ya usingizi ya ubongo?

"Ukimpa mnyama ganzi kisha ukachochea sehemu maalum sana ya thalamasi, unaweza kumuamsha," anasema Franks.

"Utafiti pia unaonyesha kwamba baadhi ya watu walio katika hali ya kukosa fahamu wanaweza kuamshwa kwa kuchochewa kwa thalamasi. Kwa hiyo, hili ni eneo muhimu kwa hali ya kuwa macho," anaongeza. Hata hivyo, utafiti zaidi unahitajika kubaini ikiwa kweli huo ndio utaratibu unaohusika.

Wanasayansi wengine wanaamini kwamba gamba la ubongo—tabaka la nje la ubongo lenye mikunjo—ndilo "kitovu cha fahamu" na kwamba, kwa hiyo, ndipo ganzi inapokuwa na athari yake kubwa zaidi.

Lakini maeneo mengine pia yanahusika. Hayo ni pamoja na sehemu za mbele na za upande wa ubongo. Sehemu ya mbele, iliyo nyuma ya paji la uso, inahusika na kazi nyingi za juu za utambuzi, kama vile kufikiri kwa kina.

Sehemu ya pili iko nyuma zaidi na inahusika na kuchakata taarifa za hisi, kama vile mguso.

Hali ya tatu

Lakini kuna dalili zinazojitokeza kwamba ubongo wetu unaweza kuwa na uwezo wa kufikia hali ya kati ya fahamu, ambayo si usingizi wala hali ya kuwa macho.

Kwa watu wengi, ganzi ya jumla husababisha kupoteza fahamu kabisa na hivyo kutokumbuka chochote kilichotokea. Lakini si mara zote.

Inakadiriwa kuwa takriban mgonjwa mmoja kati ya 15,000 wanaofanyiwa upasuaji anaweza kukumbuka baadhi ya mambo yaliyotokea baada ya kuamka. Hali hii inajulikana kama ufahamu wa bahati mbaya wakati wa ganzi.

Jaideep Pandit, daktari bingwa wa ganzi katika Oxford University Hospitals, anaamini kwamba watu hawa hupitia "hali ya tatu" ya fahamu, iliyoko mahali fulani kati ya usingizi na kuwa macho, au kati ya fahamu na kutokuwa na fahamu.

Katika majaribio yake, Pandit aliwapa wagonjwa ganzi pamoja na dawa ya kulegeza misuli, lakini akatumia kifaa cha kubana mkono ili kuzuia dawa hiyo kuufanya mkono wa mbele usiweze kusogea.

Hilo liliwawezesha wagonjwa waliokuwa hawana fahamu kusogeza mikono yao iwapo wangetaka. Aligundua kwamba theluthi moja ya wagonjwa waliweza kumbana vidole mtafiti alipowapa amri, licha ya kutokuwa na dalili zozote za kuwa macho au kuhisi maumivu wakati wa upasuaji.

Kwa mujibu wa Pandit, matokeo hayo yanaashiria kuwepo kwa kiwango cha tatu cha fahamu.

Maajabu ya mawazo yenye fahamu

Tatizo linalojulikana la ufahamu bado ni miongoni mwa mafumbo makubwa ya sayansi ambayo hayajapata jibu. Lakini kuchunguza mabadiliko yanayotokea tunapopoteza uwezo huo kunawasaidia wanasayansi kufichua baadhi ya siri zake.

Ingawa usingizi wa kawaida pia unahusisha kupoteza fahamu, ganzi ya jumla inawezesha hali hiyo kukatizwa wakati wowote, jambo linalorahisisha sana kuichunguza.

Hebu fikiria upekee wa uzoefu wetu wenye fahamu. Kwa ujumla inakubalika kwamba uzoefu wa fahamu wa kila mtu au mnyama ni wa kibinafsi na wa kipekee.

Andrea Luppi, mwanasayansi wa neva katika Chuo Kikuu cha Cambridge, alichunguza iwapo ganzi ya jumla inaweza kutoa mwanga kuhusu jinsi jambo hili linavyofanya kazi. Alifanya hivyo kwa kuchunguza ubongo wa watu waliokuwa chini ya ganzi ya jumla kwa kutumia picha za ubongo za fMRI.

Teknolojia hii huwezesha kurekodi mtiririko wa damu kwenye ubongo na kuona athari za dawa hizi.

Luppi alilenga zaidi kile kinachoitwa "muunganisho wa kiutendaji" (functional connectivity), yaani kipimo kinachoonyesha uwezo wa maeneo mbalimbali ya ubongo kuwasiliana na kuratibu shughuli zao.

Kwa kawaida, aina hii ya shughuli za neva hufuata mfumo wa kipekee kiasi kwamba inaweza kutumika kama aina ya "alama ya utambulisho" ya kumtambua mtu.

Hata hivyo, Luppi na wenzake waligundua kwamba chini ya ganzi, ubongo wa mtu binafsi ulipoteza baadhi ya upekee wake na kuanza kufanana zaidi na ubongo wa watu wengine.

Cha kushangaza ni kwamba ubongo wa binadamu uliokuwa chini ya ganzi pia ulitofautiana kwa kiwango kidogo zaidi na ubongo wa nyani wengine, jambo linalodokeza kwamba maeneo ya ubongo yaliyoathiriwa zaidi na ganzi ni yale yaliyoibuka hivi karibuni zaidi katika mchakato wa mageuzi.

Luppi anaamini kwamba sifa muhimu ya ganzi ni kuzuia mawasiliano kati ya maeneo ya mbali ya ubongo.

Wakati mtu yuko macho, maeneo mbalimbali ya ubongo yanaweza kuwasiliana hata kama hayajaunganishwa moja kwa moja. Lakini hali hii ni nadra sana katika ubongo ulio kwenye ganzi, ambapo maeneo yenye miunganisho ya moja kwa moja pekee ndiyo yanaonekana kuwasiliana.

"Wakati wa kuwa macho, mtiririko wa fahamu huongoza mfuatano wa mifumo ya ubongo tunayopitia," Luppi aliandika katika maoni yaliyochapishwa mwaka 2024.

Lakini chini ya ganzi, shughuli za ubongo hupoteza mfuatano huo, anaeleza mtaalamu huyo.

Matokeo ya Luppi yanaendana na wazo kwamba fahamu hazitokani na shughuli za eneo moja maalum la ubongo. Badala yake, ni matokeo ya mtandao—jambo linalojitokeza kutokana na uratibu kati ya vituo mbalimbali vya ubongo.

Ni sawa na kuulemaza mfumo wa serikali kwa kuvuruga mifumo ya mawasiliano ya nchi.

Luppi pia anaamini kwamba dawa za ganzi ya jumla zinaweza kusaidia kuelewa jinsi dawa za kubadilisha hali ya fahamu, kama LSD au psilocybin—dutu inayopatikana katika kile kinachojulikana kama "uyoga wa kulevya"—zinavyobadilisha fahamu.

Wakati dawa za ganzi hupunguza mawasiliano kati ya maeneo mbalimbali ya ubongo, dawa za aina hiyo zinaonekana kufanya kinyume: zinaifanya akili kufungua njia mpya za mawasiliano.

Hata hivyo, bado kuna mengi ya kujifunza kuhusu mahali hasa fahamu zinapatikana katika ubongo wa binadamu.

"Uelewa wetu kuhusu fahamu bado ni wa msingi sana," anasema Boris Heifets, profesa msaidizi wa Anesthesia, Tiba ya Kipindi cha Upasuaji na Udhibiti wa Maumivu katika Chuo Kikuu cha Stanford, California.

"Kwa hiyo, ukimpata mtu yeyote anayeweza kueleza jinsi uzoefu wa fahamu unavyofanya kazi, tafadhali nijulishe. Ningependa sana kuzungumza naye.

Imetafsirirwa na Faidha Ngaga