麻醉状态下人海马体的语言可塑性

本文探讨了意识缺失状态下大脑是否仍能进行高级信息处理。研究团队在7名接受颞叶切除手术的癫痫患者身上，利用高密度Neuropixels微电极，在其处于丙泊酚全身麻醉（意识完全丧失）时，记录海马体单个神经元和局部场电位活动。实验分为两部分：一是‘异常音调任务’（oddball task），向患者播放大量标准音调中随机插入少量高低频异常音；二是‘语言任务’，播放10–20分钟的播客音频。结果发现：第一，在异常音调任务中，海马体神经元不仅能区分标准音与异常音，且这种分辨能力随时间推移（约10分钟内）逐渐增强，说明海马体在无意识下仍具备表征可塑性；第二，在语言任务中，海马体神经元能编码单词的语义类别（如身体部位、情绪词、动作词等）、词性（名词、动词等），甚至能根据当前语境预测即将出现的单词——其预测准确率接近对已出现单词的反应水平。这些发现挑战了传统观点，即复杂语义理解和预测必须依赖清醒意识。研究进一步通过生物合理性的循环神经网络模型验证：仅靠基础神经回路的灵活学习机制，就足以产生异常音检测和语义表征，无需高层意识调控。总之，海马体作为远离初级感觉皮层的脑区，在无意识状态下仍能持续进行多层次的感觉整合、语义加工和动态预测，提示意识并非所有高级认知过程的必要前提，而可能更多参与信息的全局协调、整合或长期巩固。