《麻醉下的大脑也在学习：无意识并不等于“关机”》

大脑失去意识后去了哪里？

我们失去意识时，心智去了哪里？

不久以前，医生通常认为无意识的大脑只是被“关掉”了。但这个想法越来越站不住脚。随着科学家探索人类意识的边界，我们开始发现：当楼上的灯看似熄灭时，大脑内部可能仍然充满活动。

一个研究前沿叫“隐蔽意识”（covert consciousness）。过去 20 年，神经科学家逐渐认识到，许多所谓植物状态中的人其实可以通过想象回应心理指令、回答“是/否”问题，甚至可能感到疼痛。另一个边界领域是梦境工程：在睡眠早期，我们仍然能听见并处理声音，科学家也发现，梦境有可能通过声音信号被操控。现在，科学家又发现：人在麻醉状态下，大脑甚至可能仍能学习和处理语言。

海马体在麻醉下仍能识别模式

本月早些时候发表在 Nature 上的一项研究报告称，在全身麻醉影响下，人类海马体神经元仍能识别声音模式，并在短时间内变得更擅长识别这些模式。研究人员还发现，这些海马体神经元可能会处理人类语言和语法，甚至可能建立关于世界的预测模型。

贝勒大学神经外科医生、研究共同作者 Sameer Sheth 在声明中说：“我们的发现表明，大脑在无意识状态下比过去想象的活跃得多、能力也强得多。即使患者已经完全麻醉，他们的大脑仍在继续分析周围世界。”

这挑战了最主流的意识理论。那些理论认为，超出基础感觉处理的复杂认知无法在没有意识觉察的情况下发生，尤其是涉及抽象或跨越时间的推断时。如果这些结果经得住检验，它们将影响我们理解记忆、语言和脑机接口的方式。

两个实验：声音、语言和预测编码

贝勒医学院的科学家做了两个实验。第一个实验中，他们给 3 名患者播放重复音调，同时偶尔插入所谓“oddball”异常音，并记录数百个海马体神经元的活动。他们使用 Neuropixels 探针记录神经元活动，这是该技术首次用于海马体。

他们观察到：神经元检测到了这些异常音，并在短短 10 分钟内变得更擅长检测它们。神经元不只是对异常声音更敏感，还重新组织了自己表征音调的方式。这是一种比研究团队预期更复杂的学习形式。

第二个实验中，科学家给 4 名患者播放播客，并记录海马体神经元如何响应词频、语法词类和词语类别——比如这个词描述的是地点、情绪还是物体。他们发现，神经元对这些变化有约 86% 的时间做出响应，接近清醒患者中的比例。神经元似乎甚至记录了句子中即将出现的词的信息，提示某种版本的预测编码正在被激活。

预测编码是一种有影响力且被广泛采用的大脑功能框架。它认为，大脑不是被动登记感觉输入，而是主动创建关于世界的内部模型。

Sheth 说：“大脑似乎会预期故事接下来发生什么，即使没有意识觉察。”研究共同作者、贝勒大学神经外科教授 Benjamin Hayden 补充说：“这种预测编码通常和清醒、专注联系在一起，但它在这里发生在无意识状态中。”

第一作者、贝勒神经外科住院医生 Vigi Katlowitz 继续说：“科学家能否使用声音信号，为中风或损伤所破坏的大脑部分运行一种语言假体？这些是我们现在可以围绕大脑这一部分开始考虑的问题。”

限制：样本很小，且只适用于丙泊酚麻醉

这项研究有明显限制。发现只适用于丙泊酚麻醉，这种方法会改变大脑连接，通常通过打断脑区之间的高级通信来诱导无意识，常被描述为一种“类似睡眠”的状态。

这些结果也不能直接推广到其他无意识形式，比如昏迷、植物状态或睡眠。它们只涉及海马体；不过科学家提出，其他脑区可能也会显示类似效应。

研究的另一个限制是样本量极小，只有 7 名患者。而且这些患者都是癫痫患者，原本就要接受颞叶切除手术；被记录的组织本来就计划被移除，因此研究团队才能以伦理方式进行这种侵入式记录。

尽管如此，这项研究仍对我们理解意识具有重要意义。Sheth 说：“这项工作推动我们重新思考意识意味着什么。大脑在幕后做的事情，比我们完全理解的要多得多。”