Аннотация
Теория экзистома мозга Р.Р. Гарифуллина постулирует, что субстратом субъективной реальности являются многослойные дифракционные мезоморфные молекулярные структуры — экзисты, динамика которых управляется интенциональными волновыми потоками [ 1, 6 ]. В настоящей статье проведен систематический анализ научных работ, направленных на поиск молекулярных мезоморфных структур мозга, динамика которых коррелировала бы с информацией, поступающей из зрительных анализаторов. Рассмотрены исследования жидкокристаллических фаз миелина методами ЯМР, работы по функциональной MRS зрительной коры, а также эксперименты по детекции стоячих волн с помощью сверхбыстрой фМРТ и ЭЭГ. Показано, что современная ЯМР-методология обладает инструментами для косвенной индикации надмолекулярной динамики, однако прямая верификация экзистов требует разработки специализированных экспериментальных парадигм, объединяющих функциональную спектроскопию с задачами, активирующими различные содержания субъективной реальности.
Введение
Функционирующий мозг представляет собой динамическую систему, в которой молекулярные, надмолекулярные и клеточные структуры непрерывно взаимодействуют, обеспечивая генерацию субъективного опыта. Согласно теории экзистома Р.Р. Гарифуллина, нейросети (коннектом) лишь программируют деятельность интенциона — компонента экзистома, обеспечивающего направленность психических процессов [ 1, 6 ]. Носителем субъективной реальности является экзистом — система многослойных дифракционных мезоморфных молекулярных структур [ 1 ]. Каждый слой экзиста создает динамические структуры, благодаря которым возникает динамический срез сознания — образы, мысли. Чередование базового экзиста, экзистов зрительного наблюдения и экзистов представлений создает иллюзию наблюдателя [ 1, 6 ].
Цель настоящей статьи — переосмыслить ранее рассмотренные ЯМР-подходы к исследованию динамики мозговых структур в контексте теории экзистома, провести литературный обзор работ по мезоморфным структурам мозга и их корреляции с визуальной информацией, а также оценить потенциал ЯМР для регистрации стоячих голографических волн, связанных с мыслительными процессами.
Мезоморфные структуры мозга и их корреляция с визуальной информацией
Ключевым вопросом теории экзистома является существование в мозге мезоморфных (жидкокристаллических) структур, динамика которых коррелировала бы с информацией, поступающей из зрительных анализаторов. Поиск таких структур методами ЯМР имеет свою предысторию. Миелин — основной кандидат на роль мезоморфной структуры мозга — образует ламеллярную жидкокристаллическую липидную фазу, структура которой дает характерную суперлоренцеву форму линии в 1H ЯМР [ 18 ]. Исследования 31P и 1H ЯМР регидратированного бычьего миелина при физиологических температурах подтвердили существование жидкокристаллической фазы, а метод двумерной импульсной градиентной спин-эхо ЯМР позволил охарактеризовать анизотропную самодиффузию воды в ламеллярной мезофазе и дефектах ее структуры, включая воду, ограниченную внутри аксонов человеческой мозговой ткани [ 17 ].
Методы функциональной MRS (fMRS) предоставляют прямые доказательства корреляции нейрохимической динамики зрительной коры с визуальной стимуляцией. В пионерской работе Chen et al. (1993) с помощью локализованной 1H ЯМР-спектроскопии было измерено изменение концентрации глюкозы в первичной зрительной коре при 8-Гц фотостимуляции: максимальное изменение составило 0,34 мкмоль/г через 15 минут с последующим возвратом к исходному уровню [ 10 ]. Метаболическая скорость потребления глюкозы увеличивалась на 22% в первые 15 минут стимуляции [ 10 ]. Эти данные были подтверждены и расширены в исследованиях на 7 Тл: при визуальной стимуляции в зрительной коре человека наблюдались изменения лактата (+0,26 мкмоль/г, ~30%), глутамата (+0,28 мкмоль/г, ~3%), аспартата (−0,20 мкмоль/г, ~5%) и глюкозы (−0,19 мкмоль/г, ~16%) [ 12 ]. Критически важно, что BOLD-фМРТ-сигналы положительно коррелировали с изменениями концентраций глутамата и лактата, а также обратно коррелировали с базальной концентрацией ГАМК [ 12 ]. Это демонстрирует линейную связь между метаболическими и гемодинамическими ответами при сильных эксцитаторных сенсорных входах [ 12 ].
Однако ключевой вопрос теории экзистома — корреляция динамики мезоморфных структур именно с информационным содержанием зрительного сигнала, а не только с фактом стимуляции — остается открытым. Современные fMRS-исследования фиксируют усредненные по вокселю изменения концентраций метаболитов, но не дают информации о том, как надмолекулярная организация мембранных структур модулируется специфическим зрительным образом. Работа Emeliyanova et al. (2024) показала, что увеличение или уменьшение сигнала глутамата в fMRS может быть обусловлено движением нейротрансмиттера между клеточными компартментами с разными временами T2-релаксации: обнаружена короткая компонента T2 глутамата (10 мс, объемная доля 0,35) и короткие компоненты T2 для креатина (26 мс) и N-ацетиласпартата (15 мс) [ 11 ]. Эти данные имеют принципиальное значение для теории экзистома: они показывают, что ЯМР-сигнал несет информацию о динамике молекулярных компартментов, то есть о надмолекулярной организации ткани, а не только о средней концентрации метаболита.
Стоячие волны, голографические процессы и мыслительная деятельность
Второй аспект теории экзистома — возникновение стоячих голографических волн после взаимодействия интенциональных волновых потоков с мезоморфными слоями экзистов. Прямое экспериментальное подтверждение существования стоячих волн в мозге было получено Cabral, Shemesh et al. (2023) с использованием сверхбыстрой фМРТ на крысах. Исследователи обнаружили, что сигналы в удаленных областях мозга осциллируют совместно во времени, а пространственные паттерны активности могут быть реконструированы как суперпозиция стоячих волн — аналогов резонансных мод в музыкальном инструменте [ 13 ]. Показано, что активность, регистрируемая фМРТ, согласуется с нейрополевыми теориями, где в любой момент волновая функция Ψ, представляющая коллективную системную активность, является результатом суперпозиции дискретного набора волновых функций с затухающим осцилляторным откликом [ 13 ]. Этот резонансный фреймворк объясняет спонтанное возникновение сверхмедленных осцилляций в мозговой активности, профиль фазовых соотношений в пространстве и различия в коэффициентах затухания между состояниями [ 13 ].
Визуализация стоячих волн в зрительной коре также имеет экспериментальную поддержку. Benucci et al. (2007) показали, что стоячие и бегущие волны различают два контура в зрительной коре: стоячие волны в ориентационном домене отражают амплитуду второй гармоники как функцию угла между предпочитаемой ориентацией и ориентацией стимула [ 19 ]. Анализ латентности BOLD-фМРТ в состоянии покоя выявил бегущие волны в зрительной коре, связывающие task-positive и task-negative сети [ 19 ].
Наиболее радикальная линия исследований связывает ЯМР-сигналы мозга с гипотезой голографической памяти. Керскенс (2025) провел повторный анализ ранее опубликованных данных о zero-quantum когерентности в протонных спиновых ансамблях живого человеческого мозга. Применение симметрийного анализа позволило выделить некомпактный сектор SU(1,1) полной спиновой алгебры SU(4) и исключить все компактные SU(2)-пути обмена. Наблюдаемый сигнал превышает порог сепарабельности, что подтверждает бипартитную запутанность в SU(1,1)-многообразии [ 20 ]. Эта некомпактная симметрия определяет гиперболическую временную геометрию, которая может быть интерпретирована голографически, а тот же самый магнитно-резонансный сигнал коррелирует с продуктивностью кратковременной памяти [ 20 ]. Эти результаты позволяют рассматривать транзиентную SU(1,1)-запутанность в протонном спиновом ансамбле как физический механизм функциональной голографической памяти.
Стоячие ЭЭГ-волны были обнаружены Sivakumar et al. (2016) в виде сферических гармоник при анализе данных 41 ребенка и подростка во время стадии 2 non-REM сна. Главные компоненты ЭЭГ-спиндлов (сигма-волны, 10–16 Гц) выявили непропагагирующие стоячие волны в форме сферических гармоник [ 15 ]. Математически показано, что стоячие ЭЭГ-волны существуют, когда пространственная ковариация и оператор Лапласа на поверхности головы коммутируют, что означает, что ковариация между двумя ЭЭГ-каналами уменьшается с обратной величиной их относительного расстояния [ 15 ]. Характерная длина крупномасштабной нейронной синхронизации составила 1,31 радиуса головы [ 15 ]. Аналогия со сферическими гармониками в квантовой механике позволяет предположить, что дисперсии главных компонент следуют распределению Больцмана, то есть стоячие волны находятся в состоянии «термодинамического» равновесия во время non-REM сна [ 15 ]. Авторы высказывают спекулятивное предположение, что сознание возникает по мере отклонения мозговой динамики от такого равновесия [ 15 ].
Что может дать ЯМР для обнаружения процессов, постулируемых теорией экзистома
Синтез рассмотренных данных позволяет сформулировать несколько направлений ЯМР-верификации теории экзистома.
Во-первых, если экзисты действительно являются многослойными мезоморфными структурами, их динамика должна проявляться в ЯМР-релаксационных характеристиках тканей мозга. Модель транзиентных водородных связей (THB) предсказывает существование компонент с временами жизни в наносекундном диапазоне: две компоненты THB-матрицы обеспечивают продольную (T1) и поперечную (T2) релаксацию, а также анизотропию релаксации [ 2 ]. Модуляция этих времен жизни при различных содержаниях субъективной реальности может служить косвенным индикатором динамики экзистов. Обнаружение коротких T2-компонент глутамата (10 мс), креатина (26 мс) и NAA (15 мс) [ 11 ] демонстрирует, что ЯМР чувствителен к динамике молекулярных компартментов, то есть к надмолекулярной организации, которая в теории экзистома является основой генерации субъективной реальности.
Во-вторых, если стоячие волны являются фундаментальными модами мозговой активности, их следует ожидать не только в BOLD-сигнале, но и в ЯМР-параметрах. Сверхбыстрая фМРТ уже выявила макроскопические осцилляторные моды, организующиеся в паттерны стоячих волн [ 13 ]. Сочетание сверхбыстрой фМРТ с одновременной fMRS позволило бы проверить, коррелируют ли изменения концентраций метаболитов (глутамата, ГАМК) с фазами стоячих волн в зрительной коре. Если интенциональные волновые потоки, постулируемые теорией экзистома, модулируют стоячие волны, это должно проявляться в фазовых соотношениях между метаболическими и гемодинамическими сигналами.
В-третьих, голографическая память, если она реализуется через спиновую запутанность, должна проявляться в специфических zero-quantum сигнатурах, отличимых от обычной SU(2)-динамики. Первые экспериментальные свидетельства этого уже получены [ 20 ]. Развитие методов квантовой томографии спиновых ансамблей in vivo может позволить регистрировать SU(1,1)-запутанность в реальном времени при выполнении когнитивных задач, что стало бы прямым подтверждением голографической природы памяти, постулируемой теорией экзистома.
В-четвертых, для проверки гипотезы о чередовании экзистов (базового, зрительного наблюдения и представлений) может быть использована парадигма, в которой испытуемый сообщает о содержании своего субъективного опыта во время сканирования. Сопоставление fMRS-данных с интроспективными отчетами позволило бы выявить корреляции между динамикой метаболитов в зрительной коре и сменой содержаний сознания. Такая парадигма, объединяющая функциональную MRS с задачами, активирующими различные содержания субъективной реальности, и применение методов машинного обучения для поиска скрытых паттернов в многомерных ЯМР-данных, представляет собой наиболее перспективный путь верификации теории экзистома.
Заключение
Проведенный анализ показывает, что современная ЯМР-методология достигла уровня, позволяющего регистрировать динамику молекулярных и надмолекулярных структур функционирующего мозга с временным разрешением, сопоставимым с временными масштабами когнитивных процессов. Жидкокристаллическая природа миелина [ 18 ], корреляции метаболической динамики зрительной коры с визуальной стимуляцией [ 10, 12 ], обнаружение стоячих волн в фМРТ-сигналах [ 13 ] и голографических коррелятов в спиновых ансамблях [ 20 ] — все эти результаты создают эмпирическую основу для проверки положений теории экзистома. Однако прямая верификация экзистов как многослойных мезоморфных структур, генерирующих субъективную реальность, требует разработки специализированных экспериментальных парадигм. Ключевая задача — переход от регистрации усредненных по вокселю метаболических изменений к измерению динамики надмолекулярной организации, коррелирующей с информационным содержанием зрительного сигнала и интроспективными отчетами испытуемых. Интеграция функциональной MRS, сверхбыстрой фМРТ, ULF-ЯМР и методов машинного обучения открывает реальную перспективу такой верификации в обозримом будущем.
Библиография
[ 1 ]Garifullin R.R. The theory of the brain's existom as a theory of generating subjective reality: a hypothesis of a new biomedical approach to the brain. ClinicSearch: Journal of Biomed Research. 4(3). DOI:10.31579/2834-5029/79.
Гарифуллин Р.Р. Теория экзистома как теория мозговой генерации субъективной реальности. SecurityLab.ru. https://www.securitylab.ru/blog/personal/RamilGarifullin/353736.php
[ 2 ] Quantum magnetization exchange through transient hydrogen bond matrix defines magnetic resonance signal relaxation and anisotropy in central nervous system. Scientific Reports, 15, 23834 (2025).
[ 3 ] Li An. 1H MR Spectroscopy of the Human Brain at 7T. National Institute of Mental Health, 2017.
[ 4 ] Metabolic and Hemodynamic Events after Changes in Neuronal Activity: Current Hypotheses, Theoretical Predictions and in vivo NMR Experimental Findings. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2008.
[ 5 ] Stanley J.A., Raz N. Functional magnetic resonance spectroscopy: The "new" MRS for cognitive neuroscience and psychiatry research. Frontiers in Psychiatry, 9, 76 (2018).
[ 6 ] Гарифуллин Р.Р. Теория экзистома мозга как теория мозговой генерации субъективной реальности. БИЗНЕС Online, 2024.
[ 7 ] Гарифуллин Р.Р. The theory of the brain's existom as a theory of generating subjective reality: a hypothesis of a new biomedical approach to the brain. ClinicSearch: Journal of Biomed Research, 2025.
[ 8 ] Probing Supramolecular Motion with Nuclear Magnetic Resonance in Bioactive Scaffolds that Promote Neural Regeneration in the Central Nervous System. ACS Publications, 2026.
[ 9 ] Craven A.R. et al. GABA, glutamatergic dynamics and BOLD contrast assessed concurrently using functional MRS during a cognitive task. PubMed, 2024.
[ 10 ] Chen W., Novotny E.J., Zhu X.H., Rothman D.L., Shulman R.G. Localized 1H NMR measurement of glucose consumption in the human brain during visual stimulation. PNAS, 90(21), 9896–9900 (1993).
[ 11 ] Emeliyanova P., Parkes L.M., Williams S.R., Lea-Carnall C. Evidence for biexponential glutamate T2 relaxation in human visual cortex at 3T: A functional MRS study. NMR in Biomedicine, 37(12), 1 (2024).
[ 12 ] Neurochemical and BOLD Responses during Neuronal Activation Measured in the Human Visual Cortex at 7 Tesla. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2015.
[ 13 ] Cabral J., Shemesh N. et al. Intrinsic macroscale oscillatory modes driving long range functional connectivity detected with ultrafast fMRI. Europe PMC, 2022.
[ 14 ] Nunez P.L., Srinivasan R. Neocortical dynamics at multiple scales: EEG standing waves, statistical mechanics, and physical analogs. Semantic Scholar, 2010.
[ 15 ] Sivakumar S.S., Namath A.G., Galán R.F. Spherical Harmonics Reveal Standing EEG Waves and Long-Range Neural Synchronization during Non-REM Sleep. Frontiers in Computational Neuroscience, 10, 59 (2016).
[ 16 ] NMR Studies of Myelin Membrane Structure. Grantome, 1992.
[ 17 ] A study of anisotropic water self-diffusion and defects in the lamellar mesophase. Semantic Scholar, 2005.
[ 18 ] 31P and 1H NMR investigation of liquid crystal phase temperature dependence in rehydrated myelin. ISMRM, 2020.
[ 19 ] Benucci A., Frazor R.A., Carandini M. Standing waves and traveling waves distinguish two circuits in visual cortex. Neuron, 55(1), 103–117 (2007).
[ 20 ] Kerskens C. Quantum Holographic Dynamics in the Brain's Proton Spin Ensembles. bioRxiv, 2025.11.10.687594.
[ 21 ] Poplawsky A.J., Dingledine R., Hu X.P. Direct detection of a single evoked action potential with MRS in Lumbricus terrestris. NMR in Biomedicine, 25(1), 123–130 (2012).
Доцент кафедры когнитологии и искусственного интеллекта КФУ, кандидат психологических наук Рамиль Гарифуллин
