Creierul nu se oprește complet sub anestezie. Descoperirea care schimbă ce știm despre conștiință

Anestezia generală este asociată cu ideea unei opriri temporare a conștiinței: nu simți, nu reacționezi și, de regulă, nu îți amintești nimic după intervenție. Un studiu publicat recent în revista Nature sugerează însă că, în spatele acestei absențe aparente, creierul continuă să lucreze mult mai complex decât se credea până acum.

O echipă de cercetători de la Baylor College of Medicine a observat că anumite zone ale creierului pot procesa sunete, cuvinte și chiar relații de sens din limbaj în timp ce persoanele sunt sub anestezie generală. Mai mult, activitatea neuronală a indicat semnale asociate cu anticiparea unor cuvinte care urmau să fie auzite într-o poveste. Studiul nu spune că pacienții erau conștienți sau că urmăreau activ firul narativ, dar ridică întrebări serioase despre granița dintre conștiință și procesele cognitive automate.

Ce au descoperit cercetătorii în creierul pacienților anesteziați

Studiul a inclus șapte pacienți cu epilepsie rezistentă la tratament, aflați în timpul unor intervenții chirurgicale la nivelul lobului temporal. Cercetătorii au avut o oportunitate rară: au putut înregistra direct activitatea neuronilor din hipocamp, zona cerebrală asociată în mod special cu memoria, orientarea și integrarea informațiilor din experiențele recente.

Pentru măsurători au fost folosiți electrozi Neuropixels, capabili să înregistreze semnale de la sute de neuroni individuali. În total, echipa a identificat 651 de unități neuronale. Trei pacienți au ascultat serii de tonuri, iar alți patru au fost expuși la fragmente de podcast în timpul anesteziei generale cu propofol.

Vezi și:

Când poate banca să îți ceară explicații pentru banii din cont. Tranzacțiile verificate mai atent, tabel explicativ

Prima parte a experimentului a folosit un mecanism simplu: tonuri repetitive, întrerupte ocazional de un sunet diferit. Hipocampul nu doar că a reacționat la apariția acestor sunete neașteptate, ci răspunsul a devenit mai clar pe parcursul a aproximativ zece minute. Autorii interpretează acest rezultat drept un indiciu de plasticitate neuronală, adică o schimbare a modului în care rețeaua cerebrală răspunde după expunere repetată.

A doua etapă este cea care a atras cel mai mult atenția. În timp ce pacienții ascultau limbaj natural, cercetătorii au descoperit că neuronii din hipocamp păstrau informații despre semnificația cuvintelor, frecvența lor și anumite categorii gramaticale. În date au apărut semnale care puteau diferenția, de exemplu, substantivele de alte tipuri de cuvinte și care reflectau relații semantice între termeni.

Creierul pare să anticipeze cuvinte, chiar fără conștiință

Unul dintre cele mai interesante rezultate ține de anticipare. Echipa a analizat dacă activitatea hipocampului reflectă doar cuvintele deja auzite sau și informația care urmează în poveste. Datele au arătat că răspunsurile neuronale erau legate nu doar de semantica unor cuvinte precedente, ci și de caracteristicile semantice ale unor cuvinte care urmau să fie rostite.

Pe scurt, creierul părea să folosească contextul pentru a estima ce urmează. Acest tip de procesare predictivă este asociat de obicei cu starea de veghe, atenția activă și înțelegerea unei conversații. Cercetătorii au observat, de asemenea, că mulți neuroni reacționau diferit în funcție de cât de previzibil sau surprinzător era următorul cuvânt într-o propoziție.

Descoperirea are și o paralelă interesantă cu inteligența artificială. Modelele lingvistice mari, precum cele folosite în chatboți, generează text calculând probabilitatea următorului cuvânt pe baza contextului anterior. Cercetătorii nu afirmă că hipocampul funcționează ca un model AI, dar observă că ambele sisteme folosesc, în mod diferit, predicția pentru a procesa limbajul.

În același timp, concluziile trebuie formulate atent. Studiul nu dovedește că pacienții au „înțeles” conștient poveștile, că au urmărit firul narativ sau că puteau învăța informații pe care să le reproducă ulterior. De fapt, niciunul dintre participanți nu a raportat amintiri explicite despre ce s-a întâmplat în sala de operație după trezire. Cercetătorii au măsurat corelații neuronale ale procesării limbajului, nu experiența subiectivă a conștiinței.

De ce studiul poate schimba cercetarea despre conștiință

Mult timp, teoriile importante despre conștiință au pornit de la ideea că procesele cognitive complexe, precum interpretarea sensului sau recunoașterea unor tipare abstracte, depind de accesul conștient. Noul studiu sugerează că o parte din această muncă poate continua și atunci când conștiința nu mai este disponibilă în forma pe care o asociem cu starea de veghe.

Autorii propun că diferența dintre conștient și inconștient nu ține neapărat de faptul că neuronii unei regiuni precum hipocampul sunt activi sau inactivi. Este posibil ca experiența conștientă să depindă mai mult de coordonarea dintre regiuni cerebrale diferite, de propagarea semnalelor la nivelul întregului creier sau de felul în care informația este integrată și actualizată în timp.

Cercetarea poate avea și implicații practice, inclusiv pentru dezvoltarea unor interfețe creier-computer și a protezelor de vorbire destinate persoanelor care și-au pierdut capacitatea de a comunica după un accident vascular cerebral sau o leziune neurologică. Dacă semnalele legate de limbaj pot fi identificate cu mai multă precizie, tehnologia ar putea interpreta mai bine intențiile unei persoane care nu mai poate vorbi.

Totuși, studiul are limite clare. A analizat doar șapte pacienți, toți cu epilepsie, o singură zonă cerebrală și un singur tip de anestezic, propofolul. Nu știm încă dacă aceleași rezultate apar în somn, comă, alte tipuri de sedare sau în alte regiuni ale creierului. Este nevoie de studii mai mari înainte ca aceste descoperiri să schimbe practica medicală, însă ele arată deja un lucru fascinant: atunci când conștiința pare absentă, creierul nu este nici pe departe complet tăcut.

Limbajul din 1959 care ține în viață bancomatele și cardurile. De ce COBOL valorează acum o avere