محققان دریافتند که بیماران تحت بیهوشی عمومی هنوز می‌توانند زبان را در سطح پیچیده‌ای پردازش کنند و اسم‌ها، افعال و صفت‌ها را هنگام گوش دادن به داستان‌ها تشخیص دهند. حتی جالب‌تر این که، فعالیت عصبی نشانه‌هایی از پیش‌بینی کلمات آینده قبل از شنیده شدن آنها را نشان داد. این نتایج، ایده‌های سنتی در مورد هوشیاری را به چالش می‌کشد و به امکانات جدیدی برای رابط‌های مغز و رایانه اشاره دارد.

به گزارش اطلاعات آنلاین ـ محققان کالج پزشکی بیلور درآمریکا کشف کرده‌اند که مغز انسان می‌تواند حتی زمانی که فرد تحت بیهوشی عمومی کاملاً بی‌هوش است، به انجام وظایف زبانی پیشرفته و شگفت‌انگیز ادامه دهد.

این یافته‌ها که به تازگی در مجله Nature منتشر شده‌اند، فرضیات دیرینه در مورد رابطه بین هوشیاری و شناخت را به چالش می‌کشند. آنها همچنین بینش‌های جدیدی ارائه می‌دهند که می‌تواند تحقیقات آینده در مورد حافظه، زبان و رابط‌های مغز و کامپیوتر را شکل دهد.

دکتر «سمیر شث»، استاد و رئیس بخش جراحی مغز و اعصاب بنیاد کالن و محقق مک‌نیر در بیلور، گفت: "یافته‌های ما نشان می‌دهد که مغز در طول بیهوشی بسیار فعال‌تر و توانمندتر از آن چیزی است که قبلاً تصور می‌شد. حتی زمانی که بیماران کاملاً بی‌هوش هستند، مغز آنها به تجزیه و تحلیل دنیای اطراف خود ادامه می‌دهد."

ثبت فعالیت مغز هنگام بیهوشی

برای بررسی توانایی مغز در حالت ناخودآگاه، شث و همکارانش فعالیت صدها نورون منفرد را در هیپوکامپ، ناحیه‌ای از مغز که در حافظه نقش دارد، ثبت کردند. این ثبت‌ها در حالی انجام شد که بیماران تحت عمل جراحی صرع تحت بیهوشی عمومی بودند. این روش‌ها به محققان فرصتی نادر برای مطالعه مستقیم این بخش از مغز داد.

این تیم از «پروب‌های نوروپیکسل» استفاده کرد، یک فناوری پیشرفته که قبلاً هرگز در هیپوکامپ برای این نوع تحقیق استفاده نشده بود. این روش به آنها اجازه داد تا مشاهده کنند که مغز چگونه به صداها و زبان واکنش نشان می‌دهد؛ حتی زمانی که بیماران هیچ آگاهی آگاهانه‌ای نداشتند.

مغز به پردازش زبان ادامه می‌دهد

نخستین آزمایش، بیماران را در معرض مجموعه‌ای از صداهای تکراری قرار داد که گاهی اوقات صداهای غیرمنتظره‌ای در آنها مخلوط شده بود. محققان دریافتند که نورون‌های هیپوکامپ به طور مداوم این صداهای غیرمعمول را تشخیص می‌دهند. جالب‌تر این که، مغز با گذشت زمان در تشخیص آنها بهتر شد. این نشان می‌دهد یادگیری یا انعطاف‌پذیری عصبی در حین بیهوشی هنوز در حال وقوع است.

سپس محققان با پخش داستان‌های کوتاه در حالی که به ثبت فعالیت مغز ادامه می‌دادند، پیچیدگی آزمایش را افزایش دادند. هیپوکامپ شواهد روشنی از پردازش زبان در زمان واقعی نشان داد. الگوهای فعالیت عصبی نشان داد که مغز می‌تواند بخش‌های مختلف گفتار، از جمله اسم، فعل و صفت را از هم تشخیص دهد.

این تیم همچنین کشف شگفت‌انگیز دیگری انجام داد؛ سیگنال‌های عصبی می‌توانند برای پیش‌بینی کلمات بعدی قبل از بیان آنها استفاده شوند.

شث، که همچنین مدیر آزمایشگاه‌های بنیاد تحقیقات مغز و اعصاب کودکان گوردون و مری کین در موسسه تحقیقات مغز و اعصاب دانکن در بیمارستان کودکان تگزاس است، گفت: "به نظر می‌رسد مغز حتی بدون آگاهی آگاهانه، پیش‌بینی می‌کند که در یک داستان چه اتفاقی می‌افتد."

دکتر بنجامین هایدن، استاد جراحی مغز و اعصاب در بیلور، گفت: "این نوع کدگذاری پیش‌بینی‌کننده چیزی است که ما با بیداری و توجه مرتبط می‌دانیم، اما در اینجا در حالت ناخودآگاه اتفاق می‌افتد."

بازاندیشی در مورد آگاهی

یافته‌ها نشان می‌دهد که توانایی‌های شناختی مهم از جمله درک و پیش‌بینی زبان، ممکن است به آگاهی آگاهانه وابسته نباشند. در عوض، خود آگاهی ممکن است از ارتباط بین مناطق مختلف مغز ناشی شود، نه از فعالیت در یک ناحیه واحد مانند هیپوکامپ.

محققان همچنین به شباهت‌هایی بین رفتار پیش‌بینی‌کننده مغز و هوش مصنوعی (AI) اشاره کردند. همان طور که مدل‌های بزرگ زبانی با پیش‌بینی کلمه بعدی متن تولید می‌کنند، به نظر می‌رسد هیپوکامپ نیز در طول پردازش زبان پیش‌بینی‌های مشابهی انجام می‌دهد. درک این اصول مشترک می‌تواند به دانشمندان در درک بهتر هوش بیولوژیکی و مصنوعی کمک کند.

این کار همچنین ممکن است به فناوری‌های ارتباطی آینده، از جمله پروتزهای گفتاری طراحی شده برای افرادی که توانایی صحبت کردن را از دست داده‌اند، کمک کند.

دکتر «ویگی کاتلوویتز»، پژوهشگر و رزیدنت جراحی مغز و اعصاب در بیلور، گفت: "آیا می‌توانیم از این سیگنال‌ها برای استقرار و اجرای پروتز گفتاری برای برخی از قسمت‌های مغز که در اثر سکته مغزی یا آسیب آسیب دیده‌اند، استفاده کنیم؟ اینها سوالاتی هستند که اکنون می‌توانیم در رابطه با این بخش از مغز در نظر بگیریم."

تحقیقات بیشتری مورد نیاز است

محققان هشدار می‌دهند که یافته‌ها باید با دقت تفسیر شوند. این مطالعه تنها یک نوع بیهوشی عمومی را بررسی کرده است، بنابراین نتایج ممکن است در مورد سایر حالت‌های ناخودآگاه مانند خواب یا کما صدق نکند. علاوه بر این، این تحقیق روی یک ناحیه واحد از مغز متمرکز شده است و هنوز مشخص نیست که این فرآیندها تا چه حد در سراسر مغز رخ می‌دهند.

شث گفت: "این کار ما را به سمت بازنگری در معنای هوشیاری سوق می‌دهد. مغز در پشت صحنه کارهای بسیار بیشتری از آن چه ما کاملاً درک می‌کنیم، انجام می‌دهد."