Mozak koji ne prestaje slušati: Šta hipokampus radi dok je pacijent pod anestezijom
U operacijskoj sali Baylor St. Luke's Medical Center u Houstonu, pacijent je duboko pod dejstvom anestetika propofola. Hirurzi upravo pripremaju uklanjanje dijela temporalnog lobusa zbog liječenja epilepsije otporne na lijekove.
Prije nego što tkivo bude odstranjeno, u hipokampus – regiju mozga zaduženu za pamćenje – uvode sondu Neuropixels, tanju od vlasi kose, koja istovremeno prati impulse stotina pojedinačnih neurona.
Dok pacijent ne pokazuje nikakav znak svijesti, zvučnici pored njegove glave puštaju niz tonova, a kasnije i kratku priču.
Ono što se dogodilo u sljedećih nekoliko minuta, prema radu objavljenom u časopisu Nature, preispituje dugogodišnje pretpostavke o odnosu između svijesti i mišljenja.
Istraživanje koje mijenja predstavu o "isključenom" mozgu
Tim neurohirurga i neuronaučnika sa Baylor College of Medicine, koji predvode dr. Sameer Sheth i dr. Benjamin Hayden, iskoristio je rijetku priliku koju pružaju operacije epilepsije: direktan pristup dubokim strukturama mozga koje se inače ne mogu snimati kod budnih ljudi bez rizika.
Sedam pacijenata učestvovalo je u snimanjima, a tim je ukupno izdvojio 651 neuron iz hipokampusa.
Sheth, profesor i nosilac Cullenove zadužbinske katedre za neurohirurgiju na Baylor College of Medicine, izjavio je da nalazi pokazuju da je mozak mnogo aktivniji i sposobniji tokom nesvjesnog stanja nego što se ranije mislilo.
Naglasio je da mozak pacijenata, čak i kada su potpuno anestezirani, nastavlja analizirati svijet oko sebe.
Hipokampus je odabran svjesno. Za razliku od slušne kore, koja zvučne signale prima direktno, hipokampus se nalazi duboko unutar mozga i funkcionalno je udaljen od primarnih čulnih područja.
Ako bi se pokazalo da ova regija i dalje obrađuje zvuk i jezik, to bi bio jasan pokazatelj da moždana aktivnost pod anestezijom seže znatno dublje nego što se dosad pretpostavljalo.
Do sada su se naučnici uglavnom oslanjali na moždane skenove i studije lezija kako bi izučavali ulogu hipokampusa, s obzirom na to da je ovu regiju teško direktno snimiti, a oštećenja ograničena isključivo na nju su rijetka.
Operacije epilepsije, u kojima hirurzi ionako moraju ukloniti dio tkiva radi liječenja, otvorile su prozor koji se drugačije skoro nikad ne otvara.
Anesteziolozi su tokom cijelog snimanja nadzirali stanje pacijenata kako bi osigurali da ostanu potpuno nesvjesni sve dok se eksperiment ne završi.
Mozak koji uči i dok je "isključen"
Prvi eksperiment bio je jednostavan: pacijentima su puštani nizovi identičnih tonova, povremeno prekidani neočekivanim tonom drugačije visine, takozvanim odbačenim tonom. Neuroni u hipokampusu prepoznavali su ove devijantne zvukove, a njihova sposobnost razlikovanja rasla je tokom desetominutnog trajanja zadatka.
Taj nalaz upućuje na oblik učenja ili neuronske plastičnosti koji se odvija čak i bez svjesne pažnje.
Kako bi provjerili mehanizam koji stoji iza toga, istraživači su izgradili računarski model neuronske mreže koji je, obučen isključivo na prepoznavanje tonova, spontano razvio istu vrstu razlikovanja standardnih i devijantnih zvukova kakva je zabilježena u stvarnim moždanim signalima.
Jezik u tami nesvjesnog
Drugi eksperiment otišao je korak dalje.
Četvorici pacijenata puštane su epizode podcasta dok su bili duboko anestezirani – uglavnom autobiografske priče iz emisije The Moth Radio Hour, a jednom pacijentu i naučno-popularni video – u trajanju od deset do dvadeset minuta.
Aktivnost neurona u hipokampusu pratila je tok jezika u realnom vremenu. Obrasci pucanja neurona korelirali su sa učestalošću, semantičkim osobinama i vrstom riječi, uključujući imenice i pridjeve.
Najupečatljiviji nalaz odnosio se na predviđanje. Signali iz hipokampusa nosili su informacije ne samo o riječima koje su upravo izgovorene, nego i o onima koje su tek trebale doći.
Sheth je opisao da mozak djeluje kao da anticipira šta slijedi u priči, čak i bez svijesti.
On je, uz neurohirurško zvanje, i direktor laboratorija zadužbine Gordon i Mary Cain za pedijatrijsku neurologiju pri Institutu Duncan za neurološka istraživanja u Texas Children's Hospital.
Hayden, profesor neurohirurgije na Baylor-u, dodao je da se ova vrsta prediktivnog kodiranja obično povezuje sa budnošću i pažnjom, a da se ovdje pojavljuje u potpuno nesvjesnom stanju.
Šta to znači za razumijevanje svijesti
Nalazi sugerišu da određeni aspekti jezičke obrade i predviđanja ne moraju zavisiti od svjesne pažnje.
Umjesto da svijest nastaje iz aktivnosti jedne regije, poput hipokampusa, autori studije predlažu da bi mogla biti rezultat komunikacije i usklađivanja između više različitih dijelova mozga, u skladu sa teorijama koje svijest opisuju kao proizvod koordinacije čitave mreže moždanih regija, a ne pojedinačnog centra.
Autori rada svoje nalaze dodatno stavljaju u kontekst poređenjem sa ranijim snimanjima hipokampusa kod budnih pacijenata koji su obavljali slične jezičke zadatke.
Prema njihovom opisu, obrasci prediktivne i semantičke aktivnosti u nesvjesnom stanju nalikuju onima zabilježenim kod budnih ispitanika.
To ide u prilog zaključku da anestezija ne gasi ovu vrstu obrade, nego prije svega prekida put kojim bi se ona pretvorila u svjesno iskustvo i sjećanje.
Istraživači povlače i konceptualnu paralelu sa vještačkom inteligencijom: veliki jezički modeli generišu tekst predviđajući najvjerovatniju sljedeću riječ, a podaci pokazuju da je hipokampus, dok je obrađivao priču, slijedio sličnu logiku predviđanja – ne isti mehanizam, samo srodan princip.
Kalman Katlowitz, u javnim izjavama Baylor-a poznat i kao Vigi Katlowitz, prvi autor rada i hirurški rezident, istakao je i moguću praktičnu primjenu ovih nalaza za razvoj govornih protetika namijenjenih osobama koje su, zbog moždanog udara ili povrede, izgubile sposobnost govora.
Granice novog otkrića
Autori naglašavaju da rezultati vrijede samo za jedan tip anestezije, onu zasnovanu na propofolu, i za jednu regiju mozga.
Nije poznato da li se slična obrada odvija u drugim nesvjesnim stanjima, kao što su san ili koma, niti koliko je ovakva aktivnost raširena u ostatku mozga.
Uzorak od sedam pacijenata, iako rijedak i vrijedan zbog prirode hirurškog zahvata, ipak je premalen za konačne zaključke o pojedinačnim varijablama poput lateralizacije.
Sheth je zaključio da ovaj rad tjera naučnike da preispitaju šta znači biti svjestan, jer mozak radi mnogo više iza kulisa nego što se do sada razumjelo.
U operacijskoj sali, dok monitori bilježe dubinu anestezije, neuroni u pacijentovom hipokampusu i dalje, nevidljivo, obrađuju jezik priče do samog kraja.
IZVORI
- Plasticity and language in the anaesthetized human hippocampus – Nature
- Researchers discover advanced language processing in the unconscious human brain – Baylor College of Medicine
- Kalman A. Katlowitz i sur., "Plasticity and language in the anaesthetized human hippocampus," Nature, vol. 654, br. 8119, 2026, str. 714–723. DOI: 10.1038/s41586-026-10448-0.
O autoru
Pozdrav, ja sam Aquarius.
Ova stranica je moj autorski projekat — od prve do posljednje linije koda i svakog napisanog teksta. Ukoliko uživaš u člancima i želiš podržati ovakav vid nezavisnog stvaralaštva, to možeš učiniti putem simbolične mjesečne pretplate ili jednokratne donacije.