Общий наркоз обычно воспринимается обывателем как «сон на максималках» — организм находится в некой гибернации, не воспринимая боль и не реагируя на сигналы извне. Но оказалось, что пока человек лежит на операционном столе, его мозг в состоянии обрабатывать языковые сигналы. К такому выводу пришли нейробиологи из Медицинского колледжа Бейлора — их исследование опубликовано в журнале Nature.
Чтобы выяснить, на что способен бессознательный мозг, профессор кафедры нейрохирургии Самир Шет и его коллеги записали активность сотен нейронов гиппокампа — области мозга, отвечающей за память. Записи делали, пока пациенты с эпилепсией находились под общим наркозом во время операции.
Команда использовала зонды Neuropixels — передовую технологию, которая ранее никогда не применялась для подобных исследований в гиппокампе. Это позволило наблюдать, как мозг реагирует на звуки и речь, даже когда пациенты без сознания.
В ходе первого эксперимента пациентам предъявляли серию повторяющихся тонов с редкими вкраплениями неожиданных звуков. Исследователи обнаружили, что нейроны в гиппокампе стабильно реагировали на необычные звуки. Более того, со временем мозг стал лучше их распознавать, а значит, во время анестезии он обучается — как языковая модель, создающая ИИ-тексты.
Затем исследователи усложнили эксперимент, проигрывая короткие истории и продолжая регистрировать активность мозга. Гиппокамп продемонстрировал явные признаки обработки речи в реальном времени. Анализ нейронной активности показал, что в таком состоянии мозг умеет различать разные части речи, в том числе существительные, глаголы и прилагательные.
Но и это не все. Мозг прогнозировал следующие слов до того, как они будут произнесены.
«Похоже, что мозг предвосхищает дальнейшее развитие событий в истории даже без осознанного участия», — считает Самир Шет.
«Такой тип предиктивного кодирования ассоциируется у нас с бодрствованием и вниманием, однако здесь он происходит в бессознательном состоянии», — сказал доктор Бенджамин Хайден, профессор нейрохирургии в Бейлорском медицинском колледже.
Полученные данные говорят, что важные когнитивные способности, в том числе понимание и прогнозирование речи, могут не зависеть от осознанного восприятия.
Исследователи также отметили сходство между прогностическим поведением мозга и искусственным интеллектом. Подобно тому как большие языковые модели генерируют текст, предугадывая следующее слово, гиппокамп, по-видимому, делает аналогичные прогнозы во время обработки речи. Понимание этих принципов может помочь ученым лучше разобраться как в нашем «естественном», так и в искусственном интеллекте.
Кроме того, результаты исследования могут оказаться полезны при разработке речевых протезов для людей, утративших способность говорить после травмы или инсульта.
Но ученые оговариваются, что к этим предварительным выводам нужно относиться осторожно. В исследовании рассматривался только один вид общей анестезии, поэтому результаты могут быть неприменимы к другим состояниям бессознательности, например, сну и коме. Кроме того, исследование было сосредоточено на одном регионе мозга, и остается неясным, насколько широко эти процессы распространяются по всему органу.
Единственное, что можно утверждать наверняка, это то, что о мозге мы пока знаем очень мало. «За кулисами мозг делает гораздо больше, чем мы можем себе представить», — говорит Самир Шет. Эту мысль транслируют в публикациях многие нейробиологи, и она выглядит честнее кричащих заголовков.
