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研究成功地测试“假体记忆”大脑植入物

如果一个电脑芯片存在于你的大脑中,并监控你的每一个记忆,它会不会记住你?这个概念听起来像是科幻小说,但根据《神经工程杂志》上的一篇新论文,这种技术可能不久就会成为现实。在一项由军方资助的试点研究中,科学家成功地测试了他们所谓的“假肢记忆”:一种神经植入物,当你正确地回忆起新的信息时,它可以学会识别你的大脑活动,然后用电信号复制这个活动,给你的短期记忆增加一个动力。

 

 

美国国防高级研究计划局(DARPA)资助的一项新研究表明,植入大脑的电极可以提高记忆力。图片:Shutterstock

在维克森林浸信会医学中心的15名患者的一项小测试中,这种假肢记忆系统帮助病人平均提高了35%的短期记忆。该研究的主要作者、北卡罗来纳州维克森林医学院的生理学、药理学和神经学教授罗伯特·汉普森(Robert Hampson)说:这种短期记忆改善程度是“巨大的”。从某种意义上说并不意外地发现这是有效的,我们在动物研究方面做了很长时间的研究,在实验室里的其他动物身上测试了这个概念,取得了成功。在这项由美国国防高级研究计划局(DARPA)资助的研究中,汉普森和他的同事们测试了在维克森林浸信会医疗中心接受癫痫治疗的15名患者的假肢系统。

这些患者参与了一项大脑成像程序来治疗他们的癫痫发作,并且已经在他们大脑的各个部分进行了外科手术,包括海马体——大脑中参与形成新记忆的部分。当病人没有其他的医疗护理时,他们自愿与汉普森和他的团队一起测试假肢记忆系统。(有)病人玩了一个电脑游戏,这个游戏涉及到记忆,我们(记录了)大脑细胞的活动——神经元——在海马体中。这个游戏是一个基本的记忆挑战,它涉及到识别在前一个屏幕上显示的几个图像中的哪一个。看到一张图片和不得不回忆它之间的延迟在整个实验过程中都是不同的,起初持续约2分钟,最终持续75分钟。

当病人玩耍时,研究人员通过电极植入物来监测他们的大脑活动。当病人正确回答更多的问题时,研究人员对每一个病人的短期记忆在工作中表现出的心理活动情况进行了越来越清晰的描述。在随后的试验中,研究人员使用这些个性化的记忆编码来刺激每个病人大脑的特定部分。当病人接受这种精神刺激时,他们的记忆力提高了。当用一种来源于他们自己神经活动的模式刺激他们的海马体时,就能改善他们的短期记忆。根据这项研究,在2分钟的试验中,患者的正确反应平均增加了37%,在75分钟的试验中,他们的大脑被刺激了,反应平均增加了35%。

鉴于这项研究的样本量很小,而且每个病人都已经有了电极植入物来治疗一种不相关的情况,在商业化的假体植入物像这样的植入物可以成为现实之前,需要进行更多的研究。,Hampson说下一步是尝试在一个没有癫痫或现有神经移植的人的样本中复制结果。这将需要医生、患者和研究人员做出一些决定,比如将电极植入人体,以及我们将帮助谁。但目标是帮助那些受过创伤性脑损伤的人,他们中风了,由于衰老、阿尔茨海默症或其他任何可能影响记忆的疾病而导致记忆丧失的人。

博科园-科学科普|文:Brandon Specktor/Live Science