ตามหลักวิทยาศาสตร์ สมองสามารถประมวลผลภาษาได้แม้ในขณะที่อยู่ภายใต้การดมยาสลบ

ภาพจำคลาสสิกของผู้ป่วยในห้องผ่าตัดภายใต้การดมยาสลบคือภาพของ... จิตใจที่ตัดขาดโดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดหลายชิ้นกำลังท้าทายแนวคิดนั้น โดยแสดงให้เห็นว่าสมองยังคงประมวลผลภาษาได้อย่างซับซ้อนอย่างน่าประหลาดใจ แม้ในขณะที่บุคคลนั้นหมดสติอยู่ก็ตาม

ทีมจากนานาชาติหลายทีม โดยมีบทบาทสำคัญสำหรับ เบย์เลอร์วิทยาลัยแพทยศาสตร์ นักวิจัยจากสหรัฐอเมริกา ร่วมกับนักประสาทวิทยาจากยุโรป ได้วิเคราะห์กิจกรรมของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ในผู้ป่วยโรคลมชักที่เข้ารับการผ่าตัด ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่า แม้จะอยู่ในภาวะสงบสติอารมณ์อย่างมากภายใต้การดมยาสลบ สมองยังคงสามารถแยกแยะเสียง วิเคราะห์ประโยค และแม้กระทั่งคาดการณ์คำต่อไปได้

บทความที่เกี่ยวข้อง:

ยากลุ่มกดประสาท: คืออะไร ประเภท ผลกระทบ ความเสี่ยง และสาเหตุของการเสพติด

ผลการค้นพบที่ท้าทายมุมมองดั้งเดิมเกี่ยวกับการวางยาสลบ

เป็นเวลานานหลายทศวรรษแล้วที่เชื่อกันว่าการวางยาสลบทั่วไปนั้นเปรียบเสมือนสวิตช์ที่ปิดการทำงานของร่างกายอย่างสมบูรณ์ ฟังก์ชันการรับรู้ขั้นสูงตามหลักการนี้ ผู้ป่วยไม่เพียงแต่จะหมดสติและสูญเสียความทรงจำเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นเท่านั้น แต่ยังสูญเสียความสามารถในการประมวลผลสิ่งที่ตนได้ยินหรือรับรู้ได้อย่างซับซ้อนอีกด้วย

ข้อมูลใหม่ชี้ให้เห็นถึงสถานการณ์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น: จิตสำนึกหยุดทำงาน แต่เนื้อเยื่อสมองยังคงทำงานอยู่เบื้องหลัง ในผู้ป่วยที่ได้รับยาสลบ ยาชาชนิดกดประสาท เช่น โพรโพฟอลยาชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องผ่าตัดในยุโรป ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถรักษาการทำงานของเครือข่ายประสาทบางส่วนให้คงอยู่และตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางเสียงและภาษาได้อย่างละเอียดในระดับที่ไม่คาดคิด

การเปลี่ยนมุมมองนี้ทำให้เราต้องพิจารณาแนวคิดเรื่องสติสัมปชัญญะว่าเป็นสถานะแบบทวิภาคอีกครั้ง คือไม่ตื่นก็หลับ และตอกย้ำสมมติฐานที่ว่ามันอาจเป็น... ต่อเนื่องด้วยหลายระดับซึ่งกระบวนการประมวลผลข้อมูลบางรูปแบบยังคงดำเนินต่อไปได้แม้ในสภาวะหมดสติอย่างลึกซึ้ง

งานวิจัยก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นแล้วว่า บริเวณรับรู้ทางประสาทสัมผัสบางส่วนของสมองสามารถรับรู้เสียงง่ายๆ ได้เมื่อบุคคลนั้นหลับหรือได้รับยาทำให้สงบ สิ่งที่ใหม่ก็คือ การบันทึกข้อมูลครั้งใหม่นี้เน้นไปที่บริเวณเฉพาะเจาะจง ลึกซึ้งและเกี่ยวข้องกับฟังก์ชันที่ซับซ้อนเช่น ฮิปโปแคมปัส และพวกมันไม่เพียงแต่แสดงการตอบสนองต่อเสียงพื้นฐานเท่านั้น แต่ยังตอบสนองต่อโครงสร้างของภาษาอีกด้วย

สมองส่วนฮิปโปแคมปัส ความจำ และภาษา จะทำงานในระหว่างการดมยาสลบ

แก่นหลักของผลงานเหล่านี้อยู่ที่... ฮิบโปภาวะหยุดหายใจขณะหลับและภาวะหายใจแผ่วเบาขณะหลับ (apnea-hypopnea) เป็นโครงสร้างในสมองที่จำเป็นต่อความจำและการนำทางในอวกาศ ซึ่งมักถูกตรวจสอบโดยตรงในผู้ป่วยโรคลมชักรุนแรงเพื่อระบุตำแหน่งของจุดกำเนิดอาการชัก ทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์มีโอกาสพิเศษในการศึกษาการทำงานของโครงสร้างนี้ในระหว่างการดมยาสลบ

มีการผ่าตัดฝังอุปกรณ์ในโรงพยาบาลหลายแห่ง โดยส่วนใหญ่อยู่ในสหรัฐอเมริกา แต่ก็ได้รับความสนใจอย่างมากจากวงการประสาทวิทยาในยุโรป อิเล็กโทรดและแม้แต่โพรบ Neuropixel ในฮิปโปแคมปัสของคนไข้โรคลมชักดื้อยา 7 คน หัววัดเหล่านี้ซึ่งบางกว่าเส้นผมมนุษย์ ช่วยให้นักวิจัยสามารถบันทึกกิจกรรมของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์หลายร้อยหรือหลายพันเซลล์ด้วยความละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน ในขณะที่คนไข้อยู่ภายใต้การดมยาสลบด้วยโพรโพฟอล

ศัลยแพทย์ระบบประสาทและนักสรีรวิทยาประสาทใช้ขั้นตอนการผ่าตัดเพื่อจำลองเสียงและส่วนของคำพูดประเภทต่างๆ และสังเกตการตอบสนองของเซลล์ประสาทแบบเรียลไทม์ แม้ว่าผู้ป่วยจะไม่รู้สึกตัวและไม่สามารถสร้างความทรงจำใดๆ ได้ แต่... ฮิปโปแคมปัสตอบสนองอย่างเป็นระบบ ต่อสิ่งเร้าเหล่านั้น

ในการทดลองชุดแรก ผู้เข้าร่วมฟังลำดับเสียงที่ซ้ำกันซึ่งถูกขัดจังหวะเป็นครั้งคราวด้วยเสียงที่แตกต่างหรือ "ผิดปกติ" การบันทึกแสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทในฮิปโปแคมปัสไม่เพียงแต่ตรวจจับความผิดปกติทางเสียงนี้เท่านั้น แต่ยังตรวจจับเสียงอื่นๆ ได้อีกด้วยเมื่อเวลาผ่านไป พวกเขาค่อยๆ พัฒนาความสามารถของตนเองให้ดียิ่งขึ้น เพื่อแยกแยะความแตกต่างระหว่างโทนเสียงปกติและโทนเสียงผิดปกติ

การพัฒนาที่ก้าวหน้านี้ชี้ให้เห็นถึงการมีอยู่ของ ความเป็นพลาสติกของเซลล์ประสาท -ความสามารถของสมองในการเรียนรู้และปรับตัว- ในบริบทที่ตามทฤษฎีแล้ว ฟังก์ชันการรับรู้ที่ซับซ้อนทั้งหมดควรจะถูกตัดขาดออกจากกัน

สมองส่วนที่ไม่รู้ตัวจะแยกแยะคำนาม คำกริยา และคำคุณศัพท์ออกจากกัน

ในระยะที่สอง นักวิจัยได้เพิ่มระดับความยากขึ้น จากเดิมที่ใช้เสียงง่ายๆ พวกเขาได้นำเสนอเรื่องสั้นให้ผู้ป่วยฟัง เรื่องเล่าที่มีประโยคสมบูรณ์ ซึ่งรวมถึงคำประเภทต่างๆ ได้แก่ คำนาม คำกริยา คำคุณศัพท์ และคำแสดงสถานที่

การวิเคราะห์กิจกรรมของเซลล์ประสาทเผยให้เห็นว่า ฮิปโปแคมปัสไม่ได้เพียงแค่รับรู้สัญญาณเสียงอย่างเฉื่อยชาเท่านั้น รูปแบบการยิงสัญญาณของเซลล์ประสาทจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ... บทบาททางไวยากรณ์ ในส่วนของคำต่างๆ นั้น สมองส่วนที่ไม่รู้ตัวจะแยกแยะความแตกต่างระหว่างชื่อ การกระทำ และคำอธิบาย ราวกับว่ามันกำลังจัดประเภทโครงสร้างของประโยคภายในตัวมันเอง

ผลการค้นพบนี้น่าทึ่งเป็นพิเศษ เพราะโดยหลักการแล้ว ฮิปโปแคมปัสไม่ใช่บริเวณที่เชี่ยวชาญด้านการประมวลผลการได้ยิน แต่เชี่ยวชาญด้านความทรงจำและการจัดระเบียบประสบการณ์ การที่มันยังสามารถแยกแยะความแตกต่างได้แม้ในขณะที่อยู่ภายใต้การดมยาสลบ องค์ประกอบทางภาษา แสดงให้เห็นว่าเครือข่ายสมองที่สนับสนุนการเข้าใจคำพูดนั้นยังคงทำงานได้เป็นส่วนใหญ่

ข้อมูลนี้สอดคล้องกับแนวคิดที่ว่าสมองทำงานผ่านวงจรแบบกระจาย ซึ่งความรู้สึกตัวจะขึ้นอยู่กับ... การประสานงานแบบไดนามิก เป็นการประสานงานระหว่างหลายพื้นที่ ไม่ใช่จากโครงสร้างเฉพาะเจาะจงเพียงโครงสร้างเดียว หากการประสานงานนั้นถูกขัดจังหวะด้วยยาชา ประสบการณ์ทางจิตใจก็จะหายไป แต่กระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลหลายอย่างยังคงดำเนินต่อไปได้

การเข้ารหัสแบบทำนาย: สมอง "เดา" คำศัพท์ได้แม้ในขณะหลับ

หนึ่งในผลลัพธ์ที่ดึงดูดความสนใจของวงการวิทยาศาสตร์มากที่สุดคือ การปรากฏตัวของ การเข้ารหัสแบบทำนายคำนี้หมายถึงความสามารถของสมองในการคาดการณ์จากบริบทว่าคำใดจะปรากฏต่อไปในประโยค ซึ่งกระบวนการนี้เคยเชื่อกันว่าเกี่ยวข้องกับความสนใจและการตื่นตัว

ในการทดลองเกี่ยวกับการเล่าเรื่อง สัญญาณประสาทจากฮิปโปแคมปัสช่วยให้นักวิจัยสามารถทำนายประเภทของคำที่จะตามมาได้ในหลายกรณี และบางครั้งก็สามารถทำนายคำเฉพาะเจาะจงได้ด้วย กล่าวคือ รูปแบบการทำงานเปลี่ยนแปลงไปในเสี้ยววินาทีก่อนที่หน่วยทางภาษาถัดไปจะถูกเปล่งออกมา ราวกับว่าสมองส่วนที่ไม่รู้ตัวกำลังทำงานอยู่ เติมประโยคในใจ.

พฤติกรรมนี้ชวนให้นึกถึงวิธีการทำงานของแบบจำลองภาษาปัญญาประดิษฐ์อยู่บ้าง กล่าวคือ ระบบต่างๆ เช่น แบบจำลองสร้างข้อความขนาดใหญ่ จะสร้างข้อความทีละคำ โดยคำนวณตัวเลือกที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดจากสิ่งที่ปรากฏอยู่แล้ว ความคล้ายคลึงกันนี้ทำให้ผู้เขียนหลายคนชี้ให้เห็นว่า อย่างน้อยในแง่นี้ สมองและปัญญาประดิษฐ์มีตรรกะการคาดการณ์ร่วมกัน โดยไม่จำเป็นต้องมีการรับรู้โดยชัดแจ้ง

นักประสาทวิทยาและผู้เชี่ยวชาญด้านความรู้ความเข้าใจชี้ให้เห็นว่า การที่กลไกการเข้ารหัสเชิงทำนายนี้ทำงานอยู่ภายใต้การดมยาสลบอย่างลึก แสดงให้เห็นว่า การคาดการณ์เป็นกลไกพื้นฐานมากอย่างหนึ่ง ของสมอง ฝังอยู่ในวงจรที่ยังคงทำงานต่อไปได้แม้ในขณะที่การรับรู้ถูกระงับ

นักวิจัย ซึ่งรวมถึงบุคคลสำคัญอย่าง Sameer Sheth และ Vigi Katlowitz ได้เน้นย้ำว่าผลลัพธ์เหล่านี้ทำให้เราต้องทบทวนความหมายที่แท้จริงของการหมดสติ ตามคำกล่าวของพวกเขาเอง สมอง "ทำงานเบื้องหลังมากกว่าที่เรามองเห็นหรือจำได้หลังการผ่าตัด"

ผลกระทบทางการแพทย์และเทคโนโลยีในยุโรปและที่อื่นๆ

ผลการค้นพบเหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้น แต่มีผลกระทบในทางปฏิบัติด้วย วิสัญญีวิทยา ประสาทวิทยา และเทคโนโลยีทางการแพทย์สิ่งเหล่านี้เป็นประเด็นสำคัญอย่างยิ่งในระบบการดูแลสุขภาพของยุโรป หากสมองยังคงประมวลผลสภาพแวดล้อมทางวาจาในขณะที่อยู่ภายใต้ฤทธิ์ยาสลบ ก็จะเกิดการถกเถียงกันว่า ภาษาที่ใช้ในห้องผ่าตัดอาจทิ้งร่องรอยไว้ได้มากน้อยเพียงใด แม้ว่าผู้ป่วยจะจำไม่ได้ก็ตาม

ในขณะนี้ ผู้เชี่ยวชาญยืนยันว่ายังไม่มีหลักฐานที่แน่ชัดว่ากระบวนการนี้จะนำไปสู่ผลลัพธ์ใดๆ ไม่มีความทรงจำหรือความรู้สึกเจ็บปวดใดๆแต่ผลการศึกษาชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบว่าสิ่งเร้าบางประเภท เช่น คำพูดที่แสดงอารมณ์ น้ำเสียง หรือการสนทนา อาจส่งผลต่อการฟื้นตัวหรือสุขภาวะทางจิตใจในภายหลังได้อย่างละเอียดอ่อนหรือไม่

ในขณะเดียวกัน การค้นพบว่าฮิปโปแคมปัสยังคงความสามารถในการวิเคราะห์ทางภาษาได้แม้ในสภาวะที่ขาดสติสัมปชัญญะ เปิดโอกาสที่น่าสนใจสำหรับการพัฒนาต่อไป ส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักร และอุปกรณ์ช่วยพูดหากสามารถสกัดและถอดรหัสข้อมูลทางประสาทนี้ได้ ในอนาคตอาจนำไปใช้ช่วยเหลือผู้ที่สูญเสียความสามารถในการสื่อสารเนื่องจากโรคหลอดเลือดสมอง การบาดเจ็บจากอุบัติเหตุ หรือโรคความเสื่อมของระบบประสาทได้

ในยุโรป ซึ่งมีการวิจัยด้านเทคโนโลยีประสาทและเวชศาสตร์ฟื้นฟูระบบประสาทอย่างกว้างขวาง ได้รับการสนับสนุนอย่างแข็งแกร่งจากสถาบันผลลัพธ์เหล่านี้กำลังได้รับความสนใจเป็นพิเศษ โครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนจากสหภาพยุโรปในด้านอินเทอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์อาจนำข้อมูลใหม่นี้ไปใช้ในการออกแบบระบบที่ควบคุมกิจกรรมของฮิปโปแคมปัส แม้ในสถานการณ์ทางคลินิกที่ซับซ้อน

เราทราบอะไรบ้างแล้ว และยังมีอะไรบ้างที่ยังต้องชี้แจงให้ชัดเจน?

แม้ว่าการค้นพบนี้จะได้รับความสนใจจากสื่อเป็นอย่างมาก แต่ผู้เขียนเองก็ยังระมัดระวังในการสรุปผลอย่างกว้างขวาง สำหรับตอนนี้ การศึกษาเหล่านี้ดำเนินการกับผู้ป่วยจำนวนน้อย -ประมาณเจ็ดคน- ซึ่งทั้งหมดเป็นผู้ป่วยโรคลมชักรุนแรง และได้รับการดมยาสลบด้วยยาชนิดหนึ่ง (โพรโพฟอล) ซึ่งออกฤทธิ์เฉพาะในบริเวณสมองส่วนเดียวคือ ฮิปโปแคมปัส

ยังคงต้องพิจารณาต่อไปว่ากระบวนการประมวลผลภาษาประเภทนี้ยังคงมีอยู่ในบริเวณสมองอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเข้าใจการได้ยิน เช่น คอร์เทกซ์ขมับ หรือในบริเวณที่เกี่ยวข้องกับความสนใจและการตัดสินใจหรือไม่ นอกจากนี้ยังต้องตรวจสอบต่อไปว่าการตอบสนองจะคล้ายคลึงกันหรือไม่กับยาสลบอื่นๆ ที่ใช้ในห้องผ่าตัดในสเปนและส่วนอื่นๆ ของยุโรป เช่น เซโวฟลูเรน หรือยาผสมหลายชนิด

อีกแนวทางการวิจัยที่เปิดกว้างคือการเปรียบเทียบสิ่งที่เกิดขึ้นภายใต้การดมยาสลบกับสภาวะอื่นๆ สภาวะหมดสติเช่น ภาวะหลับลึก ภาวะโคม่า หรือภาวะการรับรู้ที่เปลี่ยนแปลงไปหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง หากพบรูปแบบการประมวลผลทางภาษาที่คล้ายคลึงกัน อาจส่งผลต่อวิธีการประเมินผู้ป่วยเหล่านี้และวิธีการออกแบบโปรแกรมกระตุ้นประสาทสัมผัส

นักวิทยาศาสตร์กำลังสงสัยว่าข้อมูลประเภทใดกำลังถูกประมวลผลอยู่ ตัวอย่างเช่น สมองที่อยู่ภายใต้การวางยาสลบจะตรวจจับเฉพาะโครงสร้างภาษาและรูปแบบเสียงเท่านั้น หรือว่าจะบันทึกข้อมูลอื่นๆ ด้วย เนื้อหาที่เต็มไปด้วยอารมณ์ หรือรายละเอียดเชิงความหมายที่ละเอียดกว่านั้น ความแม่นยำในระดับนี้จะเป็นกุญแจสำคัญในการประเมินศักยภาพในการนำไปใช้ทางคลินิก

อย่างไรก็ตาม ข้อความสำคัญที่ได้จากการศึกษาเหล่านี้คือ สมองของมนุษย์ แม้จะดูเหมือนปิดการทำงานไปโดยสมบูรณ์แล้ว ก็ยังคงเก็บข้อมูลบางอย่างไว้ กิจกรรมที่เข้มข้นและเป็นระบบมากขึ้น ซึ่งแตกต่างจากที่เคยเข้าใจกันมาก่อน นี่หมายความว่าขอบเขตระหว่างสติและความไม่รู้สึกตัวนั้นคลุมเครือและซับซ้อนกว่าที่ปรากฏในตำราแพทย์แบบดั้งเดิม

งานวิจัยทั้งหมดนี้ได้ยืนยันแนวคิดที่ว่า ภาษาและการทำนายภาษาไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะในขณะตื่นเท่านั้น แต่เป็นหน้าที่ที่สมองรักษาไว้เกือบโดยอัตโนมัติ สำหรับระบบการดูแลสุขภาพของยุโรปและชุมชนวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศ นี่เป็นการย้ำเตือนว่าขอบเขตของเรื่องนี้กว้างขวางเพียงใด กลไกการทำงานที่แท้จริงของจิตใจยังคงต้องได้รับการไขปริศนาต่อไปแม้แต่ในบริบทในชีวิตประจำวัน เช่น การผ่าตัดโดยใช้ยาชาทั่วไป