本文来自微信公众号： 自然系列 ，作者：Nature Portfolio
对麻醉状态下的人的神经元记录显示，他们的大脑仍在处理词语和声音。
接受全身麻醉的人会进入一种类似昏迷的状态，在此状态下，他们的记忆功能和对疼痛的感知能力均被关闭。但一项新研究显示，海马体（对记忆至关重要的大脑深层结构）却依然保持着惊人的活跃度；它不仅能解析口语词汇的语法结构和语义，甚至还能预测接下来将要说出的内容。
这项研究成果近日发表在《自然》上[1]，它挑战了此前的一种假设：如语义理解、未来事件预测等复杂的认知活动，只有在人全然清醒时才会发生。通过实时监测处于麻醉状态的人脑中单个神经元的放电活动，研究人员发现，大脑在接收到外界刺激后，会积极处理这些信号的含义。
“大脑已经进化出一套极其精妙的机制，全天候应对各类复杂任务，甚至强大到让我们能无知无觉地完成部分任务。”得克萨斯州贝勒医学院（Baylor College of Medicine）的神经外科医生Sameer Sheth说。
探索无意识的大脑
此前的研究[2]表明，大脑中负责初步接收感官输入的部分，在人处于无意识状态时仍能捕捉到简单的声音信号。然而，对于大脑中其他更深层的区域是否也能在无意识状态下进行复杂的认知活动，此前一直没有定论。为了解答这一疑问，Sheth及其同事对七名在丙泊酚（propofol）全身麻醉下接受癫痫手术的患者进行了脑部活动记录。
研究人员向其中三名参与者播放了一系列重复的哔哔声，并在其间穿插了不同音高的音调。在十分钟里，脑电记录数据显示，处于麻醉状态下的海马体在区分高音与哔哔声方面的能力逐渐提升，表明存在某种无意识的学习形式。
该研究团队向另四名参与者播放了十分钟的播客片段。他们观察到，特定的神经元会对语音中的特定部分产生反应——例如，能够将名词与其他词类区分开来。不仅如此，这些神经元还能依据句子上下文预测即将出现的词汇。“他们确实在预测下一个词会是什么。”Sheth说。
将这些参与者的数据与完成了类似听播客任务的清醒对照组的数据进行对比，结果显示，两组的表现水平大体一致。
通常，研究人员用于监测大脑的电极记录的是数千个细胞的平均活动；但Sheth及其同事使用了一种名为“Neuropixels”的先进探针。这些电极比人的头发还要细，能够同时记录数百个神经元的独立信号，从而能更精细地观察海马体的活动。
加州大学洛杉矶分校的认知神经科学家Martin Monti说，Neuropixels为探究大脑提供了一面比以往任何时候都“更为精准的透镜”。他说：“这项研究进一步拓展了人们对‘一小片神经元在麻醉状态下究竟能做多少事’的认识——令人惊讶的是，答案是：相当多。”
交流中断
Monti提醒道，不应将这些研究结果解读为参与者当时处于无法察觉的清醒状态或完全清醒。人们已经知道丙泊酚（Propofol）会扰乱大脑网络之间的协调交流，而许多研究人员认为，这种协调交流是构成意识的必备要素。Monti说，这项研究真正揭示的是：即使在麻醉状态下，大脑中的海马体这一特定结构依然能够对信息进行计算与整合。
这些研究成果未来有望应用于临床实践。Sheth希望能对那些因严重创伤性脑损伤而陷入昏迷或植物人状态的患者进行类似的实验。由于这些患者已因伤处于无意识状态，研究人员希望能探究他们的大脑中是否保留部分独立区域，能够继续处理和预测语音信息。如果确实如此，未来或许能为相关疗法（例如靶向脑刺激疗法）提供依据，绕过受损的神经通路，通过人工手段将这些独立区域重新与大脑的其他部分建立连接。
Sheth表示，他希望能利用其他类型的麻醉药物重复进行这项实验，以确认上述研究结果是否具有普适性。此外，他还计划在参与者处于麻醉状态时播放外语播客，以此观察无意识状态下的大脑是否仍会尝试解析语音的结构，即便参与者本身并不理解该门语言的含义。
参考文献：
Katlowitz,K.A.et al.Nature https://doi.org/10.1038/s41586-026-10448-0(2026).
Tauber,J.M.et al.J.Cogn.Neurosci.36,394–413(2024).
原文以Even the unconscious brain can learn—and predict what you’ll say next标题发表在2026年5月6日《自然》的新闻版块上
©nature
Doi：10.1038/d41586-026-01465-0