就算失去意识，大脑依然能听懂人话？

每一位做过手术的人，或许都曾被麻醉师告知：“打完麻醉药你就什么都不知道了。”这句话在大多数情况下是对的：你不会感到疼痛，不会形成记忆，事后也不会回忆起手术台上发生的任何事。然而，"不知道"是否意味着大脑真的彻底停工？

在 2026 年 5 月发表于《自然》的一项研究中，贝勒医学院的研究团队首次在人类海马体单神经元层面，系统记录并揭示了全麻无意识状态下的高阶认知加工能力。这意味着，即便进入全身麻醉深度无意识的状态，人类海马体的神经元仍在悄悄分辨声音、解析词义，甚至预测你下一句话将说什么。这一发现，或将重塑我们对“意识”与“认知”之间关系的基本理解。

意识是认知的前提吗？

【资料图】

在认知神经科学中，有一个争论已久的基础性问题：复杂的信息处理如识别语义、理解句法结构、预测语言走向等，是否必须依赖意识的存在？

这一问题涉及对人类大脑工作方式最根本的假设。全局神经工作空间理论（Global Neuronal Workspace Theory）和整合信息理论（Integrated Information Theory）等主流意识理论通常认为：高阶的模式识别、语义解读和预测性加工，都需要信息进入意识“广播”系统，才能被大脑有效处理和利用。换言之，这些理论暗示，没有意识，就没有真正意义上的高阶认知。

来自心理学和神经科学的研究证据早已显示，大量加工可以在无意识状态下发生，包括感知辨别、统计学习，乃至部分语言理解。问题在于，过去的大多数研究聚焦于初级感觉皮层（大脑接收原始感官信息的区域），而更深层的脑区，尤其是在解剖和功能上与初级感觉系统相距甚远的海马体，是否在无意识时仍能进行复杂加工？这一问题至今没有清晰的答案。

在麻醉患者的海马体里安装“监听器”

研究团队面临一个独特的挑战：如何在伦理上合法地记录人类在完全无意识状态下的大脑活动？

贝勒医学院的神经外科医生 Sameer Sheth 团队，招募了 7 名患有药物难治性颞叶癫痫、须接受手术切除病灶脑组织的成年患者。这类手术本身就需要切除包括海马体区域的部分颞叶，因此，在这段即将被切除的组织上进行神经记录，在临床伦理上是可行的。所有患者均已知情同意，并明确被告知参与研究不影响手术方案。手术结束后，理论上没有一位患者能回忆起术中发生的任何事。

（来源：Unsplash）

麻醉药物使用的是丙泊酚（propofol），这是目前最常用的静脉麻醉药之一，能够可逆地诱导意识丧失。整个实验过程中，麻醉深度通过专业设备持续监控，确保患者处于标准的手术麻醉深度，既不过深，也不过浅。

记录工具是一种名为 Neuropixels 的高密度硅基神经探针。这种探针由美国和欧洲多家顶尖机构联合开发，于 2017 年问世，其在一根细如发丝（宽度不足 0.1 毫米）、长约 1 厘米的硅基探针上，密集排列了数百个记录触点，能够同时捕捉大量相邻神经元的放电信号，且信噪比极高。起初它只用于动物实验，近年来才开始试用于人类手术室的急性记录。

相比大脑皮层，海马体位于大脑深处，被周围硬脑膜固定，受呼吸和心跳造成的抖动影响较小，信号质量更为稳定，这反而让它成为术中高密度记录的理想位置。研究团队最终在 7 名患者的海马体中分离出 651 个有效记录的神经单元，并在此基础上进行后续分析。

图 | Neuropixels 的植入过程（来源：DOI: https://doi.org/10.）

麻醉的大脑能分辨“不寻常的声音”吗？

其中 3 名患者在麻醉状态下接受了一项听觉实验：研究者向他们播放大量重复的标准音调，偶尔夹杂一个频率不同的异常音。这种被称为奇球范式（oddball paradigm）的实验设计，在清醒状态下能可靠地引发大脑对异常刺激的强烈响应，是研究大脑预期与偏差检测的经典工具。

实验结果显示，即便在全麻之下，约七成被记录的海马体神经元仍对音调刺激产生了可测量的响应，其中超过两成的神经元能够区分两种不同的音调。更重要的是，神经元对异常音的响应强度明显高于对标准音的响应。这意味着，无意识状态下的海马体，依然在对出乎预料的信息进行优先标记。

实验最令研究者惊讶的部分，发生在时间维度上。在约 10 分钟的实验过程中，研究者发现：神经元识别异常音的能力随时间逐渐增强，而区分两种音调身份的能力则相应下降。换句话说，大脑在这段时间里悄悄调整了自己的感知重心，把更多注意力分配给了检测意外。

这种在分钟级时间尺度上发生的神经表征重塑，通常被认为是清醒状态下才有的学习过程。它在全麻无意识的条件下出现，是这项研究最出人意料的发现之一，研究者将其称为“无意识状态下的表征可塑性”。

麻醉的大脑能理解语言吗？

另外 4 名患者（其中 1 名与第一个实验重叠）则在麻醉状态下，聆听了 10 至 20 分钟的真实英语播客片段。对照组是 10 名清醒的癫痫监测患者，他们在清醒状态下完成了相同的任务，事后能够回忆内容。

研究者首先关注了词频。“the”“is”等高频词在日常英语中极为常见，出现时不足为奇；低频词则相对意外。结果发现，四名麻醉患者的海马体神经元放电强度与词语频率存在规律性关联：越不常见的词，神经元响应越强。这与音调奇球实验的逻辑如出一辙：无意识的大脑，仍选择优先响应出乎预料的信息。

更进一步的分析表明，麻醉状态下的海马体神经元能够编码词语的语义类别。也就是说，它们能区分“苹果”和“奔跑”属于不同类型的概念。研究者将词语映射到语义向量空间（一种以数学方式表达词义相似度的方法，例如，“狗”和“猫”的距离近，和“钢笔”的距离则较远），结果发现，神经元的放电模式能够可靠地预测即将出现的词属于哪个语义类别，其准确率远超随机水平，已经高度接近清醒对照组的数据。

在词性层面，约八成神经元能够区分名词与非名词，这一比例在麻醉组和清醒组之间几乎完全一致。

研究团队还发现，当前时刻的神经元活动，不仅反映了刚刚听到的词，还携带着即将出现的词的语义信息。也就是说，海马体神经元在无意识状态下，仍在根据语境对接下来的内容形成某种预测，而这已经是语言理解中最复杂、高阶的环节之一。麻醉患者与清醒患者在这一指标上的表现，统计上没有显著差别。

重新审视意识与认知的边界

研究的通讯作者萨米尔·谢思（Sameer A. Sheth）不禁感慨：“大脑发展出了如此惊人、复杂的机制来完成所有这些复杂任务，以至于即便没有我们的意识参与，它也能做到其中的一些。”

这项研究在真实手术室的真实麻醉状态下，记录了真实的神经元放电，挑战了长期以来关于复杂认知依赖意识的假设。海马体，这个解剖上远离初级感觉皮层、功能上与记忆和情境整合密切相关的脑区，在全麻丧失意识的条件下，依然保留了相当程度的感知辨别、语义加工、语法解析和语言预测能力。

这一发现的意义是双重的：一方面，它为理解意识的本质提供了新的实验锚点；另一方面，它也为临床上关于麻醉深度、术中知晓和麻醉后内隐记忆的讨论，提供了前所未有的神经生物学视角。

当然，这项研究也提醒我们：在手术室里，患者的大脑从未真正“关机”。下一个问题或许是：在我们尚未意识到的每一个日常时刻，我们的大脑，又在悄悄做些什么？

参考内容：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10448-0

运营/排版：何晨龙

注：封面/首图由 AI 辅助生成

标签： 癫痫 皮层 大脑 神经元 海马体 脑组织