Человеческий мозг даже в состоянии глубокого наркоза, когда сознание полностью отключено, продолжает анализировать речь, распознавать закономерности и даже предугадывать следующие слова в предложении. К такому выводу пришли исследователи из Медицинского колледжа Бейлора. Результаты их работы, опубликованные в журнале Nature, заставляют пересмотреть традиционные представления о связи между сознанием и мышлением.
Учёные исследовали активность мозга пациентов, которым проводили операции по поводу эпилепсии под общей анестезией. Это дало им редкую возможность изучить гиппокамп – структуру в височной доле мозга, которая играет ключевую роль в обучении и формировании памяти. С помощью миниатюрных зондов Neuropixels специалисты регистрировали электрические сигналы сотен отдельных нейронов гиппокампа.
В ходе первого эксперимента пациентам проигрывали серию повторяющихся звуковых сигналов, изредка прерывая её отличающимся тоном. Нейроны гиппокампа реагировали на неожиданные звуки, причём со временем мозг начинал всё лучше их распознавать. Это указывает на нейропластичность – способность мозга изменяться под воздействием опыта, – которая, как оказалось, сохраняется и в бессознательном состоянии.
На втором этапе исследования учёные включали пациентам аудиозаписи коротких рассказов. Анализ нейронной активности показал, что мозг не просто фиксировал звуки, а различал категории слов – существительные, глаголы и прилагательные. Более того, активность нейронов позволяла предсказать, какие слова прозвучат в предложении дальше. Этот механизм, известный как предиктивное кодирование, ранее связывали только с активным бодрствованием и концентрацией внимания.
Открытие ставит фундаментальные вопросы о природе сознания. Возможно, оно зависит не столько от активности отдельных участков мозга, сколько от скоординированной работы и обмена информацией между обширными нейронными сетями. В условиях наркоза гиппокамп может продолжать локально анализировать данные, в то время как общая коммуникация в мозге, необходимая для осознанного восприятия, нарушена.
Результаты исследования также могут найти практическое применение. Понимание того, как мозг обрабатывает речь без участия сознания, в перспективе поможет в разработке нейрокомпьютерных интерфейсов, в частности речевых протезов для людей, утративших способность говорить из-за инсульта или других неврологических повреждений.
