Связь между сознанием и мышлением. Мозг под наркозом распознает слова и предсказывает продолжение историй

Об этом пишет издание ScienceDaily.

Результаты исследования, опубликованного в журнале Nature, свидетельствуют о том, что мозг сохраняет часть сложных способностей даже тогда, когда человек находится без сознания вследствие общей анестезии.

Чтобы изучить работу мозга в таком состоянии, ученые наблюдали за пациентами во время операций по лечению эпилепсии. Они регистрировали электрические сигналы сотен отдельных нейронов в гиппокампе — области мозга, играющей важную роль в обучении и формировании воспоминаний.

Для этого команда использовала специальные зонды Neuropixels, позволяющие одновременно измерять активность большого количества нервных клеток.

Сначала пациентам воспроизводили повторяющиеся звуки, среди которых время от времени появлялся необычный тон. Нейроны гиппокампа реагировали на него и со временем всё лучше отличали его от других звуков. Это может свидетельствовать о сохранении нейропластичности — способности мозга изменять свои реакции под влиянием опыта.

Затем исследователи перешли к более сложной задаче: пациентам под наркозом включали короткие истории. Записи мозговой активности показали, что нейроны гиппокампа реагировали на различные категории слов, в частности на существительные, глаголы и прилагательные. Кроме того, сигналы содержали информацию, позволявшую предсказывать следующие слова в предложениях.

Этот процесс связан с так называемым прогностическим кодированием. Мозг не только обрабатывает полученную информацию, но и использует предыдущий опыт и знакомые закономерности, чтобы предсказывать, что произойдет дальше.

В то же время результаты не означают, что пациенты осознанно слышали или понимали истории. Они свидетельствуют о том, что определенные механизмы обработки речи могут функционировать без осознания человеком окружающего мира.

Это открытие также может помочь в исследованиях нейрокомпьютерных интерфейсов — технологий, передающих сигналы мозга внешним устройствам. В частности, ученые рассматривают возможность использования таких сигналов для создания речевых протезов, которые помогут общаться людям, утратившим способность говорить в результате инсульта или травмы.

Однако у исследования есть ограничения. Эксперименты проводились только с использованием одного типа общей анестезии, поэтому пока неизвестно, сохраняются ли подобные способности мозга во время сна или комы. Кроме того, ученые изучали только гиппокамп, так что предстоит выяснить, как работают другие участки мозга при отсутствии сознания.

Исследователи полагают, что полученные результаты помогут лучше понять, какую роль играет сознание в обработке информации и почему сложные процессы в мозге могут продолжаться даже тогда, когда человек не осознает происходящего вокруг.