贝勒医学院的研究人员发现，人类的大脑即使在全身麻醉下完全失去意识时，仍然能够继续执行惊人的高级语言任务。该研究的结果发表在《自然》期刊上，挑战了长期以来对意识和认知关系的假设。这些发现还为未来在记忆、语言和脑机接口领域的研究提供了新的见解。贝勒的神经外科教授兼卡伦基金会继承主席、麦克奈尔学者萨米尔·谢思博士表示：“我们的研究结果表明，在无意识状态下大脑远比我们之前认为的更加活跃和有能力。即使患者完全麻醉，他们的大脑仍在分析周围的世界。” 记录麻醉期间的脑活动 为了研究无意识大脑的能力，谢思和他的同事们记录了参与记忆的脑区—海马体中数百个单个神经元的活动。这些记录是在接受癫痫手术的患者全身麻醉期间进行的。这些程序为研究人员直接研究大脑这一部分提供了难得的机会。团队使用了神经探针（Neuropixels），这是一项从未在海马体用于此类研究的先进技术。这使得他们能够观察大脑在没有意识意识的情况下如何对声音和语言作出反应。 大脑继续处理语言 第一个实验让患者接触一系列重复音调，偶尔混入意外的声音。研究人员发现海马体中的神经元一致地检测到这些不寻常的音调。更有趣的是，随着时间的推移，大脑在识别它们方面变得更好，这表明学习或神经可塑性在麻醉期间仍在发生。研究人员随后通过播放短故事，同时继续记录脑活动，增加了实验的复杂性。海马体显示出实时处理语言的明确证据。神经活动模式揭示了大脑能够区分不同的词类，包括名词、动词和形容词。研究团队还发现了另一个令人惊讶的发现。神经信号可以用来预测即将说出的词。谢思表示：“大脑似乎能提前预知故事的下一个内容，即使没有意识意识。”德克萨斯儿童医院邓肯神经科学研究所的戈登和玛丽·凯恩儿科神经学研究基金会实验室主任、贝勒大学神经外科教授本杰明·海登博士说：“这种预测编码是我们通常认为与清醒和专注相关的，但在无意识状态下也在发生。” 重新思考意识 这些发现表明，包括语言理解和预测在内的重要认知能力可能并不依赖于意识意识。相反，意识本身可能是多个脑区之间通信的结果，而不是像海马体这样的单一区域内部活动的结果。研究人员还指出，大脑的预测行为与人工智能（AI）之间的相似性。就像大型语言模型通过预测下一个单词来生成文本一样，海马体在语言处理过程中似乎也产生了类似的预测。理解这些共同原理可能有助于科学家更好地理解生物智能和人工智能。这项工作也可能会为未来的通信技术做出贡献，包括为失去说话能力的人设计的语音假体。贝勒大学的首席作者、神经外科住院医生维吉·卡特洛维茨博士表示：“我们能否利用这些信号来部署和运行某些因中风或伤害而受损的脑部的语音假体？这些是我们现在可以考虑与大脑这部分相关的问题。” 需要更多研究 研究人员警告称，研究结果应谨慎解读。该研究仅考察了一种类型的全身麻醉，因此结果可能不适用于其他无意识状态，如睡眠或昏迷。此外，这项研究集中于一个单一的大脑区域，尚不清楚这些过程在整个大脑中发生得有多广泛。谢思表示：“这项工作促使我们重新思考什么是意识。大脑在幕后做的远比我们完全理解的要多。”