全身麻醉会关闭我们的意识,但当我们“沉睡”时,大脑究竟还在处理什么?一项发表在2026年5月6日《自然》杂志上的开创性研究给出了令人震惊的答案:即使在全麻状态下,大脑中一个微小区域——海马体——的单个神经元仍在“勤勉工作”,它们不仅能检测到意外的声音,还能解码语言的细微差别,甚至能预测句子中即将出现的词语类型。
单细胞级别的“窃听”:Neuropixels探针的威力
这项研究的核心在于一项名为Neuropixels探针的尖端技术。不同于传统方法只能记录一群神经元的集体电活动,这种高密度微电极能够同时记录数百个单个神经元的电活动,实现单细胞级别的精准监测。研究主导者、贝勒医学院的神经外科医生Kalman Katlowitz及其团队,将这种探针植入了七名接受癫痫治疗手术的患者的脑组织中。在患者处于全身麻醉状态时,研究人员通过耳机播放了不同的声音刺激。
实验分为两部分。在“音调实验”中,患者听到一系列均匀的纯音,其中偶尔会插入一个意想不到的“怪球”音调。结果显示,超过70%的被监测神经元对音频有反应,并能成功区分出罕见的“怪球”音调与标准音调。更令人惊讶的是,这种区分能力在10分钟的会话过程中不断增强,显示出一种学习或适应过程。在“语言实验”中,研究人员播放了10到20分钟的教育视频和故事播客(如《The Moth Radio Hour》),以评估大脑如何处理自然语言。结果发现,单个神经元能够对口语单词的长度、类型和含义做出特异性反应。这些神经元的放电模式甚至能够预测下一个单词的语义类别。
无意识下的复杂运算:挑战意识理论
尽管这些患者海马体的活动模式与清醒大脑中的模式惊人相似,但研究人员确信患者并未在实验中“秘密醒来”。Katlowitz表示:“我们在此证明,人类大脑能做的一些最复杂的事情,例如适应环境和理解语言,可以完全独立于意识而运作。”这一发现从根本上挑战了主流的意识理论。历史上,一些理论框架认为,处理语言和预测即将出现的词语需要意识的参与。
未参与该研究的伦敦大学学院神经科学家Athena Akrami评论道:“这些计算看起来与清醒大脑中的几乎相同,但却没有产生任何意识、记忆或行动能力。”她指出,这项工作邀请专家们思考一个根本性问题:“如果无意识的海马体能够编码意义、学习和预测……那么意识究竟是为了什么?” 这项研究不仅揭示了大脑在无意识状态下的惊人能力,也为我们理解意识的本质提供了全新的视角,暗示着某些高级认知功能可能比我们想象的更为基础和自动化。
K.A. Katlowitz et al. Plasticity and language in the anaesthetized human hippocampus. Nature. Published online May 6, 2026. doi: 10.1038/s41586-026-10448-0.