即使一个人在全麻下完全失去意识，他们的大脑可能仍在做一些非凡的事情：处理语言、识别模式，甚至预测接下来会说哪个单词。贝勒医学院的研究人员发现，在麻醉期间，大脑保留了惊人复杂的能力，尽管缺乏意识意识。这些研究成果发表于《自然》杂志，挑战了关于意识与思考之间关系的传统假设。它们还可能为了解大脑如何处理记忆和语言提供新的见解，从而可能导致帮助人们在神经损伤后沟通的技术的进步。“我们的研究结果表明，在失去意识时，大脑的活动和能力远比以前认为的要强，”贝勒医学院神经外科教授兼卡伦基金会教席教授、麦克奈尔学者萨米尔·谢思博士说。“即使患者完全麻醉，他们的大脑仍在分析周围的世界。” 记录全麻下的大脑活动 为了研究无意识大脑内部发生了什么，谢思及他的同事对在全麻下进行癫痫手术的患者进行了研究。这些手术提供了一个不同寻常的机会来检查海马体，一个与学习和记忆密切相关的大脑结构。海马体位于大脑颞叶内，帮助组织信息，并在形成新记忆中扮演重要角色。研究人员使用先进的录音设备，即神经像素探针，监测海马体中数百个神经元的电信号。这些微小的探针能够同时检测多个神经细胞的活动，提供神经元群体如何响应信息的详细图像。据研究人员称，这项技术以前并未被用来以这种方式研究这个特定的大脑区域。它使团队能够研究海马体在患者无意识且无法报告所经历的情况下对声音和语言的反应。 第一个实验涉及播放一系列重复的音调，偶尔被一种与其他音调不同的声音打断。尽管患者处于麻醉状态，但他们海马体的神经元对意外声音的反应是不同的。更令人惊讶的是，随着实验的进行，大脑细胞在区分这些异常音调方面变得更加出色。这一改善表明海马体显示出神经可塑性的迹象，即大脑通过经验改变其反应的能力。换句话说，某些与学习相关的基本过程似乎在无意识中仍然活跃。 无意识的大脑可以处理语言并预测单词 然后，研究人员测试了无意识的大脑是否能够处理比简单声音更复杂的东西。他们在麻醉患者身上播放简短的故事，同时继续记录海马体神经元的活动。结果揭示了一个惊人的语言处理水平。不同类别单词的信息包含了明显的神经活动模式，包括名词、动词和形容词。这表明海马体不仅仅是检测声音的发生，而是在响应语言的有意义特征。但最引人注目的发现更进一步。研究人员发现，神经活动还携带着可以用来预测句子中即将出现的单词的信息。尽管患者处于无意识状态，他们的大脑似乎在预测周围展开的语言将如何继续。“大脑似乎能够预测故事中的下一步，甚至没有意识，”谢思说，他同时也是德克萨斯儿童医院邓肯神经研究所冈登和玛丽·凯恩儿科神经学研究基金会实验室的主任。这种能力与一种称为预测编码的过程有关。大脑并不是被动接受信息，而是持续利用模式和先前的经验来预测接下来可能发生的事情。例如，当听某人说话时，大脑可以利用已经听到的单词来形成对后面可能发生的事情的期望。科学家们通常在清醒并专注的人身上研究这种复杂的预测。而在全麻下发现其证据表明，至少一些潜在的神经过程可以独立于意识意识而运作。“这种预测编码通常与清醒和关注联系在一起，但它在无意识状态下也在发生，”贝勒大学神经外科教授本杰明·海登博士说。这个发现对意识意味着什么，