Пациент не чувствует боли, но клетки продолжают прилежно сортировать слова на существительные и глаголы.
Под общим наркозом человек не слышит мир так, как в обычном состоянии. Сознание отключено, разговоры не превращаются в воспоминания, а после операции пациент не может пересказать звуки из операционной. Но новое исследование показывает: мозг при анестезии не закрывается полностью. Он продолжает улавливать звуки, различать слова и даже угадывать, что прозвучит дальше.
Учёные изучили работу гиппокампа - глубокой области мозга, которая участвует в памяти, обучении и ориентации в пространстве. Обычно гиппокамп связывают с запоминанием событий и внутренней картой окружающего мира. Новая работа добавляет важную деталь: даже под общим наркозом эта структура продолжает разбирать речь и звуковые последовательности, хотя человек ничего не осознаёт и потом ничего не помнит.
Исследователи из Медицинского колледжа Бэйлора работали с семью пациентами, которым предстояла передняя височная лобэктомия. При такой операции хирурги удаляют часть ткани височной доли, чтобы помочь людям с тяжёлой эпилепсией. Во время вмешательства пациенты находились под общим наркозом, а врачи временно ввели в гиппокамп тонкие зонды Neuropixels.
Neuropixels - это нейрозонды для записи активности отдельных клеток мозга. Они позволяют одновременно считывать электрические сигналы сотен нейронов. Для нейробиологии такая возможность встречается редко: обычно человеческий мозг изучают косвенно, через сканирование или поверхностные электроды. В этом эксперименте учёные видели, как отдельные клетки реагируют на звуки прямо во время операции.
Не спрашивайте почему мы в MAX.
После установки датчиков в операционной включали аудио. Одним пациентам проигрывали повторяющиеся тоны, среди которых иногда появлялся звук другой частоты. Другие слушали выпуск подкаста The Moth Radio Hour с обычной человеческой речью.
Первый эксперимент проверял, замечает ли мозг под наркозом простое нарушение закономерности. Если одинаковые тоны идут один за другим, а затем внезапно появляется иной звук, бодрствующий мозг быстро выделяет отклонение. У пациентов под анестезией гиппокамп тоже начал различать обычные и редкие сигналы, но не сразу.
В первые минуты по активности нейронов ещё нельзя было понять, уловил ли мозг разницу. Затем ответы отдельных клеток начали меняться. Нейроны всё сильнее реагировали на редкий звук, и примерно за 10 минут гиппокамп научился лучше выделять нарушение в последовательности. Получается, мозг под наркозом не просто пропускал шум через слуховую систему, а продолжал учиться.
Вторая часть исследования касалась речи. Пока в операционной звучал подкаст, нейроны гиппокампа реагировали на особенности слов. Одни клетки чаще откликались на существительные, другие - на глаголы или другие части речи. Активность нейронов также отражала смысловые связи. Например, слова «кошка» и «собака» мозг обрабатывал как близкие по значению, а «ручка» попадала в более далёкую смысловую область.
Самая важная деталь связана с прогнозированием речи. Гиппокамп под наркозом не только распознавал уже прозвучавшие слова, но и пытался предугадать следующее. Похожим образом язык обрабатывает бодрствующий мозг: человек постоянно ждёт продолжения фразы и по ходу разговора уточняет ожидания. Новая работа показывает, что часть этого механизма сохраняется даже без сознательного восприятия.
После операции пациенты не помнили ни тонов, ни историй из подкаста. Сознательных воспоминаний не осталось.
Результаты совпадают с более ранними наблюдениями: некоторые пациенты после наркоза чуть чаще узнавали слова, которые звучали во время операции, хотя не помнили самого прослушивания. Новое исследование показывает возможное объяснение. Мозг может обработать звук на уровне нейронов, но сознание не получает доступ к этой информации.
Авторы подчёркивают важное ограничение. Все семь участников получили внутривенную анестезию, а главным препаратом был пропофол. Пока нельзя уверенно сказать, будет ли мозг так же обрабатывать речь при других схемах наркоза. Неясно и то, насколько похожие процессы идут во сне, коме или других состояниях без сознания.
Практический вопрос уже возник. Если мозг пациента под наркозом продолжает разбирать звуки и речь, врачам стоит внимательнее относиться к разговорам в операционной. Исследование не доказывает, что такие разговоры превращаются в воспоминания или вредят пациентам. Но работа показывает: анестезия отключает сознание не так глухо, как долго казалось, а звуковая среда во время операции может быть для мозга не пустым фоном.