科學

在麻醉之下,大腦仍在解碼語言並預測下一個詞

Peter Finch

當患者在全身麻醉下失去意識躺著時,他們腦中的單個神經元仍在解析語言。手術室裡播放一段錄好的故事,海馬體的細胞跟隨詞性,並傾向於接下來應當出現的那個詞——這正是清醒的大腦聆聽時所做的預測工作。這段記錄屬於最早的直接證據之一,表明深度、有結構的語言處理能在意識喪失中存活。

這與麻醉的一個基本假設相牴觸。藥物本應抹去意識,而通行的圖景是它們連同意識一起讓高級腦區安靜下來。如果神經元仍在跟隨句子,那麼無意識的大腦與專注的大腦之間的界線,比手術室所認定的更為模糊。

證據異乎尋常地直接。患者正接受重度癲癇手術,為繪製發作圖譜,電極已置於腦深部。這給了研究者幾乎沒有哪項研究擁有的東西——看到單個神經元在一顆活的人類海馬體內放電——他們在播客播放、麻醉起效之際側耳傾聽。

這些細胞做的不只是記錄聲音。它們把名詞與動詞區分開,並隨著故事語法的展開改變放電,對不尋常音調的反應也隨時間變得更敏銳,這是大腦即便熄了燈也在悄悄學習的跡象。無論麻醉拿走了什麼,它似乎都沒有拿走那套把聲音之流變成有結構語言的機器。

這一切都不意味著患者是清醒的,也不意味著他們記住了任何一個詞。處理一個句子、對它有意識、把它儲存起來,是三件不同的事,而研究只談第一件。大腦可以在黑暗中運行語法,而當事人始終不知道這件事發生過。

局限是真實的,團隊也直言不諱。七名患者是個小群體,記錄來自一個腦區而非整個大腦,研究只捕捉了一種麻醉,因此還不能替睡眠、昏迷或其他無意識狀態發言。它展示的是一種可能,而非普遍規律,在改寫手術室裡的任何東西之前,還需要更大、更廣的重複驗證。

這項由貝勒醫學院(Baylor College of Medicine)團隊完成的研究,於五月初發表在《自然》(Nature)。研究者想知道這種潛藏的處理能延伸多遠,是否觸及意義而不只是語法,以及對那一小部分能記起手術片段的患者意味著什麼——這是給一顆本應被關閉的大腦的下一批問題。

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