Под наркозом мозг предугадывает слова. Сознание при этом молчит

Наркоз принято считать выключателем: маска, отсчёт, и вот уже палата после операции, а между ними — ни секунды. Кажется, что вместе с сознанием гаснет всё остальное, включая слух. Но записи отдельных нейронов у семи пациентов показали другое: под наркозом мозг продолжал слушать, сортировать звуки и даже забегать вперёд, угадывая смысл ещё не прозвучавших слов. Эта находка неожиданно подтверждает идею, высказанную полтора века назад.

Под наркозом нейроны заметили лишний звук

Участниками стали семь человек с тяжёлой эпилепсией, которым предстояла операция на мозге под общим наркозом с пропофолом. Такие вмешательства дают учёным редкий шанс заглянуть в живой человеческий мозг на уровне отдельных клеток. Тончайшие электроды Neuropixels ввели в гиппокамп — область, где формируется память и разрозненные события складываются в связную историю.

Троим пациентам включали короткие звуковые сигналы, четверым — записи рассказов. Сначала звучала монотонная череда одинаковых сигналов, в которую изредка вклинивался другой. Представьте кран, который мерно капает и вдруг звякает иначе. Нейроны гиппокампа такую «чужую каплю» замечали и отличали редкий звук от привычного.

Больше того, примерно за десять минут их ответ на неожиданные звуки менялся. Мозг без сознания подстраивался под услышанное, и это похоже на простейший механизм обучения. Выучить язык под наркозом так не выйдет: учёные увидели перемены в работе клеток, а не усвоенные знания. Но чтобы заметить отклонение, надо сначала чего-то ожидать.

Мозг забегал вперёд и угадывал смысл

С рассказами всё оказалось ещё интереснее. Активность нейронов отражала не только звучание, но и смысл: в сигналах читались смысловые категории слов и части речи. Мозг, от которого не ждали ничего, разбирал фразы почти как внимательный слушатель.

А главное — по этой активности можно было уловить вероятный смысл следующих слов ещё до того, как они звучали. Так клавиатура в телефоне по началу фразы прикидывает её продолжение. Учёные не угадывали конкретные слова и не читали мысли. Они нашли признаки предсказания, которые обычно приписывают бодрствующему мозгу.

Гельмгольц догадался, что мы воспринимаем мир догадками

В XIX веке физиолог Герман фон Гельмгольц предложил мысль, звучавшую тогда странно: восприятие — это бессознательное умозаключение. Глаз и ухо дают мозгу обрывки сигналов, а мозг по прошлому опыту достраивает, что, скорее всего, происходит вокруг. Мы ощущаем мир как данность, хотя на деле видим и слышим лучшую гипотезу о нём.

Неочевидной эта идея была потому, что изнутри догадка неотличима от факта: никто не замечает, как дослышал проглоченный слог. Из неё выросло современное представление о мозге как о машине предсказаний, которая всё время сверяет ожидаемое с услышанным. Слово «бессознательное» Гельмгольц выбрал не случайно. Эксперимент под наркозом показывает, насколько буквально его можно понимать.

Понимание осталось, а память и сознание — нет

После операции никто из семи пациентов ничего не вспомнил. Мозг обрабатывал речь, но человек её не осознавал. Нечто похожее известно и про сон: спящий реагирует на слова, не подозревая, что к нему обращались, хотя сон и наркоз устроены по-разному.

Одно из возможных объяснений: под наркозом отдельные участки продолжают работать, но хуже обмениваются сигналами. Сознанию, судя по всему, нужна не просто активность нейронов, а слаженный разговор целых мозговых сетей. Пока это гипотеза, а не доказанный механизм.

Читайте также: Невидимка с массой 2,8 Солнца не вписалась ни в одну модель гибели звёзд

Находка может вернуть голос тем, кто его потерял

Если научиться точнее считывать языковую информацию из нейронов, это поможет создавать новые нейроинтерфейсы. Такие системы уже есть: парализованная женщина заговорила через цифровой аватар, который превращал сигналы её мозга в речь. Новые данные подсказывают, где ещё искать слова, — это пригодится людям, потерявшим речь после инсульта или травмы.

Оговорки важны. Пациентов было всего семь, изучали только гиппокамп и один вид анестезии. Неизвестно, что происходит при другом наркозе, во сне или в коме. И находка не доказывает, что человек под наркозом осознанно слышит разговоры или чувствует боль.

Выходит, слышать и даже понимать — это не верхний этаж сознания, а фундамент, который держит здание, пока хозяин спит. Сознание похоже скорее на свет в окнах: его можно погасить, а внутри всё равно кто-то разбирает слова и прикидывает, что скажут дальше. Самое время прислушаться к себе внимательнее. А если нужно превратить живую речь из записи в текст, поможет расшифровка аудиозаписей.

Ещё в «Высоких технологиях»

Глаз и мозг собраны без чертежа. Улики этого спрятаны в нас самихДанные можно гонять по чипу без тока. Помогла замена одного атомаГалактики разбегаются, значит у Вселенной было начало. Но центра нет

Все материалы раздела →