Даже под общей анестезией гиппокамп обрабатывает речь и предсказывает слова — эксперимент на людях

Исследователи из Медицинского колледжа Бэйлора (США) показали, что гиппокамп — ключевая область мозга для памяти — сохраняет способность к сложной языковой обработке даже при глубокой общей анестезии. Работа опубликована в журнале Nature.

В эксперименте участвовали семь пациентов, которым проводили переднюю височную лобэктомию. Во время операции, под действием пропофола, учёные впервые использовали высокоплотные зонды Neuropixels для записи активности сотен нейронов гиппокампа. Пациенты находились в бессознательном состоянии и не реагировали на внешние стимулы.

В первом тесте испытуемым проигрывали повторяющиеся звуковые тоны с редкими отклонениями. Нейроны гиппокампа устойчиво реагировали на такие «аномальные» сигналы, причём чувствительность к ним усиливалась в течение примерно 10 минут. Компьютерная модель рекуррентной нейронной сети воспроизвела этот эффект, что указывает на возможность локальной обработки без участия сознания.

Затем пациентам зачитывали короткие истории. Оказалось, что нейроны гиппокампа различают грамматические категории — существительные, глаголы и прилагательные — и одновременно отражают вероятностное предсказание следующего слова. Этот механизм, известный как предиктивное кодирование, ранее связывали с бодрствованием и вниманием.

Авторы работы отмечают сходство этого процесса с работой больших языковых моделей (LLM), которые генерируют текст, предсказывая следующее слово на основе контекста. По их словам, такая аналогия может помочь выстроить общий язык между нейробиологией и искусственным интеллектом.

Потенциально эти сигналы могут быть использованы для создания речевых нейропротезов, восстанавливающих коммуникацию у пациентов после инсульта или травм мозга. Однако исследователи подчёркивают ограничения: данные получены только при анестезии пропофолом, а не при естественном сне или коме, и касаются только гиппокампа.

Работа ставит под вопрос жёсткое разделение на «сознательную» и «бессознательную» обработку информации: сложные вычисления, включая языковое прогнозирование, могут продолжаться даже при отключённом субъективном сознании.