Неожиданная активность. Учёные обнаружили, что мозг под наркозом продолжает понимать речь

Об этом пишет издание ScienceDaily.

Учёные из Baylor College of Medicine выяснили, что человеческий мозг во время полной потери сознания из-за общего наркоза продолжает выполнять сложные речевые задачи. Полученные результаты ставят под сомнение распространенное представление о связи между сознанием и мышлением и могут помочь в будущих исследованиях памяти, речи и интерфейсов «мозг-компьютер».

Профессор нейрохирургии доктор Самир Шетх отметил, что мозг во время потери сознания оказался значительно более активным, чем считалось ранее. По его словам, даже когда пациенты находятся под полным наркозом, мозг продолжает анализировать информацию из окружающей среды.

В ходе исследования учёные регистрировали активность сотен отдельных нейронов в гиппокампе — области мозга, отвечающей за память. Наблюдения проводились во время операций по лечению эпилепсии, когда пациенты находились под общим наркозом.

Для этого использовали зонды Neuropixels — технологию, которую ранее не применяли для таких исследований в гиппокампе. Это позволило непосредственно проследить, как мозг реагирует на звуки и речь без участия сознания.

Сначала пациентам воспроизводили повторяющиеся звуковые сигналы, среди которых периодически появлялись неожиданные звуки. Исследователи обнаружили, что нейроны гиппокампа стабильно распознавали такие изменения. Кроме того, со временем мозг начинал определять их точнее, что может свидетельствовать о сохранении способности к обучению даже под наркозом.

Затем участникам включали короткие рассказы. Анализ активности мозга показал, что он продолжал обрабатывать речь в режиме реального времени. В частности, нейронные сигналы свидетельствовали о способности различать существительные, глаголы и прилагательные.

Исследователи также установили, что активность мозга позволяла предсказывать слова ещё до того, как они произносились.

Доктор Шетх объяснил, что мозг как бы прогнозирует, что будет сказано дальше в истории, даже когда человек не осознает того, что происходит. Профессор Бенджамин Гейден добавил, что такое прогнозирование раньше связывали только с состоянием бодрости и внимательности, однако теперь его обнаружили и во время потери сознания.

Авторы предполагают, что понимание языка и способность прогнозировать могут не зависеть от сознания. По их мнению, само сознание может возникать благодаря взаимодействию нескольких участков мозга, а не работе только одной структуры, в частности гиппокампа.

Учёные также обратили внимание на сходство этого механизма с принципами работы искусственного интеллекта. Подобно крупным языковым моделям, которые прогнозируют следующее слово при создании текста, гиппокамп, вероятно, использует схожий способ обработки речи.

Первый автор исследования доктор Виги Катловиц отметил, что эти результаты могут стать основой для создания речевых протезов, которые помогут людям, утратившим способность говорить после инсульта или черепно-мозговых травм.

В то же время исследователи подчеркивают, что пока не стоит распространять выводы на все состояния потери сознания. В работе изучался только один вид общего наркоза, поэтому неизвестно, наблюдаются ли такие же процессы во время сна или комы. Кроме того, исследование касалось только гиппокампа, поэтому роль других участков мозга ещё предстоит выяснить.