Hirnforschungsstudie

Forscher entdecken komplexe Sprachverarbeitung trotz Vollnarkose

Das Forschungsteam untersuchte die Gehirnaktivität von Patient:innen während epilepsiechirurgischer Eingriffe unter Vollnarkose. Im Fokus stand der Hippocampus – eine Hirnregion, die eng mit Gedächtnis und Lernprozessen verbunden ist. Mithilfe sogenannter Neuropixels-Sonden analysierten die Wissenschaftler:innen die Aktivität hunderter einzelner Nervenzellen in Echtzeit.

Gehirn erkennt Sprache trotz Bewusstlosigkeit

Zunächst spielten die Forscher:innen den Patient:innen wiederkehrende Töne mit gelegentlichen Abweichungen vor. Die neuronalen Reaktionen zeigten, dass das Gehirn Unterschiede zwischen bekannten und unerwarteten Signalen erkennen konnte. Zudem verstärkte sich diese Reaktion im Verlauf der Messungen, was auf Lernprozesse unter Vollnarkose hindeutet.

In einem weiteren Experiment hörten die Patient:innen kurze Geschichten. Dabei registrierten die Wissenschaftler:innen neuronale Aktivitätsmuster, die auf eine komplexe Sprachverarbeitung schließen lassen. Der Hippocampus konnte offenbar verschiedene Wortarten wie Nomen, Verben und Adjektive unterscheiden.

Besonders bemerkenswert war jedoch ein anderer Befund: Die gemessenen Signale deuteten darauf hin, dass das Gehirn kommende Wörter innerhalb eines Satzes vorhersagen konnte. Dieses sogenannte "Predictive Coding" gilt bislang vor allem als Merkmal bewusster Aufmerksamkeit.

Parallelen zu KI-Sprachmodellen

Die Ergebnisse weisen laut den Forschenden Parallelen zur Funktionsweise moderner KI-Sprachmodelle auf. Ähnlich wie große Sprachmodelle verarbeitet das Gehirn Informationen offenbar mithilfe statistischer Vorhersagen darüber, welches Wort als Nächstes folgen könnte.

Langfristig könnten die Erkenntnisse neue Anwendungen im Bereich Gehirn-Computer-Schnittstellen ermöglichen. Denkbar wären etwa Sprachprothesen für Menschen, die nach Schlaganfällen oder neurologischen Verletzungen nicht mehr sprechen können.

Die Forschenden betonen allerdings, dass weitere Untersuchungen notwendig seien. Die Studie konzentrierte sich ausschließlich auf eine bestimmte Form der Vollnarkose sowie auf eine einzelne Hirnregion. Ob ähnliche Prozesse auch bei Schlaf, Koma oder anderen Bewusstseinszuständen auftreten, ist derzeit noch unklar.

• https://www.bcm.edu/