Gehirnsignale unter Narkose zeigen Sprachverarbeitung

Unbewusste Gehirne könnten Sprache weiterverarbeiten

Menschen unter Vollnarkose können möglicherweise eine ausgefeiltere Sprachverarbeitung aufrechterhalten als bisher angenommen. Forschende des Baylor College of Medicine berichten, dass das Gehirn Sprache analysieren, Wortarten unterscheiden und den Fortgang einer Geschichte vorhersehen kann, obwohl kein Bewusstsein vorhanden ist.

Die in Nature veröffentlichten Ergebnisse stellen die einfache Vorstellung infrage, dass unter Narkose jegliche Verarbeitung höherer Ebene vollständig zum Erliegen kommt. Sie bedeuten nicht, dass eine narkotisierte Person bei Bewusstsein ist oder ihre Umgebung wahrnimmt. Vielmehr zeigen sie, dass bestimmte Hirnsysteme auch ohne bewusstes Erleben weiterhin auf strukturierte Informationen reagieren können.

Eine seltene Gelegenheit zur Aufzeichnung einzelner Neuronen

An der Studie nahmen Patientinnen und Patienten teil, die unter Vollnarkose wegen Epilepsie operiert wurden. Die Eingriffe ermöglichten dem Forschungsteam den Zugang zum Hippocampus, einer tief in Lernen und Gedächtnis eingebundenen Struktur im Temporallappen.

Der Hippocampus hilft, Informationen zu organisieren, und spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung neuer Erinnerungen. Seine Untersuchung während der Operation erlaubte es, Veränderungen der neuronalen Aktivität während der Bewusstlosigkeit zu untersuchen und Signale direkt zu messen, die in der Humanforschung normalerweise unzugänglich sind.

Das Team verwendete Neuropixels-Sonden, hochentwickelte Aufzeichnungsgeräte, die gleichzeitig die elektrische Aktivität von Hunderten einzelner Neuronen überwachen können. Durch die parallele Aufzeichnung vieler Nervenzellen konnten die Forschenden beobachten, wie Gruppen von Neuronen auf den Verlauf der Sprache reagierten.

Mehr als eine passive Reaktion

Dem Forschungsüberblick zufolge reagierte das narkotisierte Gehirn nicht nur auf einzelne Laute. Es analysierte Sprache, erkannte verschiedene Wortkategorien und sagte voraus, was in einer Geschichte als Nächstes kommen würde.

Besonders bemerkenswert ist der Vorhersageaspekt. Das Verstehen von Sprache und Text beruht normalerweise auf Kontext: Menschen nutzen vorhergehende Wörter und den Satzbau, um Erwartungen über wahrscheinliche Fortsetzungen zu bilden. Die Ergebnisse legen nahe, dass neuronale Prozesse, die einen Teil dieser strukturierten Analyse unterstützen, unter Vollnarkose aktiv bleiben können.

Dr. Sameer Sheth, Professor für Neurochirurgie und Lehrstuhlinhaber an Baylor sowie Neurochirurg am Baylor St. Luke’s Medical Center, sagte, die Arbeit zeige, dass das Gehirn während der Bewusstlosigkeit aktiver und leistungsfähiger sei als bisher verstanden. Das Ergebnis betrifft Gehirnaktivität und Informationsverarbeitung, nicht den Nachweis, dass Patientinnen und Patienten das Material im üblichen Sinn bewusst gehört oder verstanden haben.

Die Verbindung zwischen Denken und Bewusstsein neu betrachten

Eine Vollnarkose soll Bewusstlosigkeit erzeugen, doch Bewusstlosigkeit ist nicht zwangsläufig gleichbedeutend mit einem vollständigen Stopp aller Formen neuronaler Berechnung. Die Baylor-Ergebnisse schärfen diese Unterscheidung, indem sie zeigen, dass anspruchsvolle Verarbeitung ohne berichtetes Bewusstsein stattfinden kann.

Das ist für die Bewusstseinsforschung wichtig, weil es zwei häufig gleichgesetzte Fragen trennt: Welche Informationen kann das Gehirn verarbeiten, und welcher Erfahrungen ist sich ein Mensch bewusst? Die Studie zeigt, dass zumindest einige sprachbezogene Vorgänge auch dann fortbestehen können, wenn die zweite Bedingung fehlt.

Die Arbeit beantwortet nicht die größere Frage, wie Bewusstsein entsteht. Sie liefert jedoch detaillierte Belege aus dem menschlichen Hippocampus während der Narkose und ermöglicht zu untersuchen, welche neuronalen Funktionen bestehen bleiben, welche sich verändern und welche Bewusstsein erfordern.

Möglicher Wert für Neurowissenschaften und Kommunikationsforschung

Die Forschenden erklären, dass die Ergebnisse Studien zu Gedächtnis und Sprachverarbeitung unterstützen könnten. Sie könnten auch Technologien zur Förderung der Kommunikation nach neurologischen Verletzungen anleiten, wenn es wichtig ist, die verbleibenden Verarbeitungsfähigkeiten des Gehirns zu verstehen.

Jede praktische Anwendung erfordert weitere Forschung. Das aktuelle Ergebnis stammt von Patientinnen und Patienten während einer Epilepsieoperation und beruht auf spezialisierten Messungen in einem klinischen Umfeld. Es zeigt eine unerwartete Fähigkeit des narkotisierten Gehirns, etabliert aber noch kein Diagnoseinstrument und keine Behandlung.

Dennoch ist die zentrale Beobachtung bedeutsam. Während einer Vollnarkose, wenn Menschen als vollständig bewusstlos gelten, kann der Hippocampus weiterhin geordnete Reaktionen auf Sprache und auf die durch eine Erzählung aufgebauten Erwartungen zeigen. Dieser Befund verkompliziert die vertrauten Annahmen darüber, was das unbewusste Gehirn leisten kann und was nicht.

Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von Science Daily. Originalartikel lesen.