Мозг под наркозом продолжает обрабатывать язык и предсказывать слова

Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора пришли к выводу, что мозг под общей анестезией способен выполнять сложные языковые задачи: различать части речи и предсказывать следующее слово в рассказе ещё до того, как оно прозвучит. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

В ходе исследования учёные записывали активность сотен отдельных нейронов гиппокампа — области мозга, связанной с памятью, — пока пациенты, перенесшие операцию по поводу эпилепсии, находились под наркозом. Для этого применялись зонды Neuropixels — технология с высоким пространственным разрешением, которая ранее никогда не использовалась в гиппокампе в подобном контексте.

Первый эксперимент показал, что нейроны гиппокампа устойчиво реагировали на нестандартные тоны в повторяющейся звуковой последовательности. Более того, со временем мозг лучше распознавал эти аномалии — признак, свидетельствующий о нейропластичности даже в отсутствие сознания. Во втором эксперименте пациентам воспроизводили короткие истории. Картина нейронной активности гиппокампа содержала чёткое разграничение существительных, глаголов и прилагательных, а также сигналы, позволявшие предсказать следующее слово.

Доктор Самир Шет, профессор нейрохирургии Бейлора, отметил, что мозг, судя по всему, предвосхищает развитие сюжета в рассказе без какого-либо сознательного осознания. Доктор Бенджамин Хайден, профессор нейрохирургии, добавил, что такое «прогностическое кодирование» обычно ассоциируется с бодрствованием и вниманием, но в данном случае оно происходит в бессознательном состоянии. Авторы также обратили внимание на сходство этих процессов с работой больших языковых моделей, которые генерируют текст, предсказывая следующий элемент.

Практическое значение открытия заключается в потенциале использования сигналов гиппокампа для речевых нейропротезов — устройств, которые могли бы восстанавливать коммуникацию у пациентов с повреждениями мозга. Исследование также ставит под сомнение ключевую догму нейронауки: сознание может оказаться не условием для выполнения сложных когнитивных задач, а лишь результатом работы сложных когнитивных сетей. Это открытие может изменить представление о природе сознания и его роли в обработке информации. Оно показывает, что мозг способен на удивительные вещи даже тогда, когда мы считаем его «выключенным». Возможно, сознание — это не то, что управляет мозгом, а то, что возникает из его работы. И если мозг может так много делать без сознания, то, возможно, мы недооцениваем его скрытые возможности. Это открытие не только расширяет наши знания о работе мозга, но и открывает новые горизонты для медицины и технологий будущего.