W hipokampie pod znieczuleniem wykryto sygnały przewidywania słów — ScienceDaily
Naukowcy z Baylor College of Medicine ustalili, że mózgi pacjentów poddanych znieczuleniu ogólnemu mogą przetwarzać sygnały mowy, rozróżniać kategorie słów i zawierać informacje przydatne do przewidywania kolejnych słów w zdaniu. Wyniki pracy opublikowano w czasopiśmie Nature, donosi ScienceDaily.
Zapisy aktywności hipokampa
W badaniu uczestniczyli pacjenci poddawani operacjom z powodu epilepsji w znieczuleniu ogólnym. Umożliwiło to naukowcom rejestrowanie aktywności hipokampa — struktury płata skroniowego mózgu, która odgrywa ważną rolę w uczeniu się i tworzeniu pamięci.
Zespół zastosował sondy Neuropixels, zdolne do jednoczesnego rejestrowania sygnałów elektrycznych setek pojedynczych neuronów. Podczas pierwszego eksperymentu pacjentom odtwarzano sekwencje powtarzających się tonów, wśród których od czasu do czasu pojawiał się inny dźwięk. Neurony hipokampa różnie reagowały na takie odstępstwa i w trakcie eksperymentu lepiej rozróżniały nietypowe tony. Autorzy wiążą to z oznakami neuroplastyczności — zdolności mózgu do zmieniania reakcji na podstawie doświadczenia.
Reakcja na słowa i przewidywanie
W innej części badania pacjentom pod znieczuleniem odtwarzano krótkie historie. W wzorcach aktywności neuronów znajdowały się informacje o różnych kategoriach słów, w tym rzeczownikach, czasownikach i przymiotnikach. Zdaniem autorów wskazuje to, że hipokamp reagował nie tylko na dźwięki, lecz także na właściwości semantyczne mowy.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Naukowcy wykryli również w aktywności neuronalnej informacje, które można było wykorzystać do przewidywania słów mających pojawić się później w zdaniu. Mechanizm ten nazywa się kodowaniem predykcyjnym: mózg wykorzystuje wcześniejszy kontekst i nabyte doświadczenie, aby formować oczekiwania dotyczące dalszych informacji.
Ograniczenia badania
Badacze podkreślają, że wyniki nie oznaczają świadomego rozumienia historii przez pacjentów pod znieczuleniem. Praca pokazuje, że niektóre złożone procesy przetwarzania informacji mogą trwać bez świadomości. Jednocześnie eksperymenty przeprowadzono przy użyciu jednego rodzaju znieczulenia ogólnego i skupiono się wyłącznie na hipokampie. Obecnie nie wiadomo, czy podobne procesy utrzymują się podczas snu, śpiączki lub przy innych metodach znieczulenia.
Autorzy uważają również, że dalsze badanie takich sygnałów może być przydatne w rozwoju interfejsów mózg-komputer oraz technologii wspierających komunikację dla osób, które utraciły zdolność mówienia wskutek urazów lub chorób neurologicznych.
