Под наркозом нейроны гиппокампа различали смысл слов и предугадывали следующие

Человек под общим наркозом ничего не осознаёт и потом не помнит, что происходило в операционной. Насколько сложная обработка речи и звуков зависит от сознания, в науке спорят. Новая работа показывает, что как минимум одна область мозга — гиппокамп — продолжает разбирать речь и в бессознательном состоянии.

Статья «Plasticity and language in the anaesthetized human hippocampus» («Пластичность и речь в гиппокампе человека под наркозом») вышла в журнале Nature онлайн 6 мая 2026 года и вошла в июньский номер; она в открытом доступе. Первый автор — Кальман Катловиц, ординатор нейрохирургии Бейлорского медицинского колледжа (Хьюстон), руководитель работы — нейрохирург и профессор колледжа Самир Шет. Всего у статьи 26 авторов, в том числе из Массачусетской больницы общего профиля, Университета Райса и Колумбийского университета. Колледж выпустил пресс-релиз в день публикации, а 15 октября его переработанную версию распространил ScienceDaily.

Кого и как изучали

Участники — семь пациентов с лекарственно-устойчивой височной эпилепсией, которым удаляли часть височной доли, чтобы избавить от приступов. До удаления глубоких структур хирурги получали доступ к гиппокампу — области в глубине височной доли, которая участвует в обучении и в формировании новых воспоминаний. Все пациенты заранее дали письменное согласие и знали, что отказ не повлияет на лечение. Запись по протоколу длилась не дольше 30 минут.

Наркоз был внутривенным, основной препарат — пропофол. Его дозу подбирали так, чтобы показатель BIS-монитора, который по электроэнцефалограмме оценивает глубину наркоза, держался между 45 и 60. Активность клеток регистрировали зондами Neuropixels — тонкими иглами с сотнями контактов, которые улавливают электрические сигналы многих отдельных нейронов одновременно. Всего удалось выделить сигналы 651 нейрона. По словам исследователей, раньше эту область так не изучали.

Опыт первый: необычный звук

Трём пациентам проигрывали серию одинаковых коротких тонов по 100 миллисекунд, среди которых в 20% случаев звучал тон другой высоты. В психологии такую схему называют задачей на «чужака» (oddball): мозг должен заметить отклонение от повторяющегося фона. Через 150 тонов обычный и необычный звуки менялись ролями.

Нейроны гиппокампа реагировали на необычный тон иначе, чем на привычный: около четверти клеток в этом анализе (24,7%) кодировали, был ли звук «чужаком». За примерно 10 минут опыта эта разница росла: во второй половине каждого блока необычный тон по активности нейронов распознавался лучше, чем в первой. Авторы видят в этом признак пластичности — способности нейронных реакций меняться с опытом, то есть простейшего обучения без сознания. Объяснить рост привыканием, по их оценке, трудно: привыкание развивается на более коротких отрезках времени. Компьютерная модель — нейросеть из возбуждающих и тормозящих элементов — воспроизвела этот эффект, и главную роль в ней сыграли тормозящие связи.

Опыт второй: подкаст

Четырём пациентам 10–20 минут включали выпуски подкаста. Смысл каждого слова исследователи задавали с помощью языковой модели Word2Vec: она представляет слова точками в пространстве так, что близкие по значению, вроде «собаки» и «кошки», оказываются рядом. Затем сравнивали эти точки с активностью нейронов.

Почти все записанные клетки — 321 из 375, или 85,6% — по-разному отвечали на слова разных смысловых групп, а 298 из 375 несли информацию о части речи: существительное, глагол, прилагательное. По активности нейронов смысловую группу отдельного слова удавалось определить в среднем с точностью 60,5%, часть речи — 56,5% при случайном уровне 50%.

Самое неожиданное — предсказание. Активность нейронов отражала не только смысл прозвучавших слов, что можно объяснить кратковременной памятью, но и смысл слов, которые прозвучат дальше. Будущие слова по ней восстанавливались почти так же хорошо, как прошедшие. «Мозг, похоже, предугадывает, что будет дальше в истории, даже без осознания», — говорит Шет. Такую работу на опережение называют предсказательным кодированием: мозг по услышанному строит ожидания о том, что последует. «Предсказательное кодирование мы связываем с бодрствованием и вниманием, а здесь оно происходит в бессознательном состоянии», — говорит Бенджамин Хейден, профессор нейрохирургии колледжа.

Для сравнения авторы привели данные отдельной группы из 10 бодрствующих пациентов, у которых нейроны гиппокампа записывали при похожей задаче в отделении мониторинга эпилепсии. Доли клеток, чувствительных к смыслу и частям речи, у них оказались сопоставимы: к частям речи, например, — 298 из 356.

Что это говорит о сознании

Из работы не следует, что пациенты под наркозом понимали истории, подчёркивается в изложении ScienceDaily. Она показывает другое: отдельные сложные этапы обработки речи могут идти без осознания. Одна из версий, которые там обсуждаются: сознание зависит не столько от того, работают ли отдельные области мозга, сколько от того, как информация согласуется и передаётся между крупными сетями. Тогда гиппокамп может продолжать анализ, даже когда связь между областями, нужная для осознанного опыта, нарушена.

Практический интерес исследователи видят в интерфейсах «мозг — компьютер» и речевых протезах для людей, потерявших речь. «Можно ли использовать эти сигналы, чтобы запустить речевой протез для частей мозга, повреждённых инсультом или травмой? Теперь такие вопросы можно ставить применительно к этой области», — говорит Катловиц. Пока это вопрос, а не разработка.

Границы выводов

Участников семь: тоны слушали трое, подкаст — четверо. Наркоз — только пропофол, и авторы прямо пишут, что результаты могут не перенестись на другие препараты, а также на сон или кому. Как наркоз соотносится с обычной жизнью, по их словам, неясно. Пациентов не хватило, чтобы проверить различия между полушариями. Описанные процессы могут быть не уникальны для гиппокампа: модель опирается на входные сигналы, которые он, вероятно, получает из других областей. Из устройства работы следует и ещё одно ограничение — это вывод редакции: все участники — люди с височной эпилепсией, и их гиппокамп мог работать не так, как у здоровых. После публикации журнал дважды выпускал авторские поправки; они касаются подписей осей на двух графиках.

Вывод редакции: в давнем споре о том, сколько работы со смыслом мозг делает вне сознания, обычно опираются на поведение — например, на то, как неосознанно увиденное слово влияет на ответы. Здесь эту работу видно напрямую, по отдельным нейронам, и она включает даже ожидание следующего слова. Но пока — у семи человек, в одной области мозга и под одним препаратом.