记忆移植:芯片能够修复受损的大脑吗

时间:2023-12-02 07:49:03

破译大脑信号,黑进我们的感觉和运动系统是一回事,那么入侵记忆呢?这当然只在科幻小说里出现过。萨姆·戴维勒(Sam Deadwyler)的研究听起来的确有点像《黑客帝国》里的内容。电影里尼奥把功夫大师的技能下载了下来,戴维勒则把带有30只大鼠记忆的电子设备和一只大鼠的大脑联结了起来,让这只大鼠获得了之前从没经历过的训练。这个研究或许能成为里程碑式的事件,但是“所有人都把它看成科幻小说”。他说:“我当时认为没人会相信,除非我做100次对照实验。”

然后他就真的那样做了。2013年,也就是最初实验做完的10年后,文章终于发表了。功夫速成仍然只能停留在好莱坞大片里,但这项研究对许多大脑损伤的人来说有重大意义。神经植入体能让一只大鼠接受其他多只大鼠的记忆“捐赠”,那也应该能恢复因诸如事故、中风和阿尔茨海默病而丧失的大脑功能。

对于许多丧失记忆的人来说,大脑损伤导致信息无法在不同脑区间传播。如果能创造一个电子设备,它能翻译来自某个脑区的信号,绕过受损伤的部分,再写入第二个脑区,那我们就能帮助人们重新获得形成新记忆的能力,甚至能获取之前的珍贵记忆。这样的芯片作用相当于一种大脑旁路。

要实现这一点并不容易:对于这种植入体所需要的神经科学知识,我们现在还只是初窥门径。不仅如此,这些新技术还引发了曾经只停留在科幻小说层面的伦理问题。我们的记忆定义了我们是谁,所以保护它们免受损伤才能保留我们的身份个性,但是如果记忆成了计算机程序,你还是那个你吗?差不多是时候寻找答案了:第一批人体研究项目正处在起步阶段。

在过去20年里,我们将信息传入和传出大脑的能力在迅猛发展(见前几页内容和时间表)。

然而记忆很复杂,它需要多个脑区的协作。在不同脑区间上传下达的电子设备需要记录下一组神经元的活动,然后在需要的时候再电刺激另一组神经元,实现记忆回放。这其中的挑战自不必多言。“为了做出一个认知设备,我们首先得知道记忆长什么样。”罗伯特·汉普森(Robert Hampson)说道,他在北卡罗来纳州的维克森林大学浸信会医学中心与戴维勒一起从事认知植入体研究工作。记忆追踪的复杂之处还在于它包括许多种类:有短时程的“工作记忆”,帮助我们在拨电话时记住电话号码;有感觉记忆,包括对某人刚说过的话的听觉记忆;还有对事实、技能和经历的长时记忆。戴维勒和汉普森感兴趣的是长期记忆和它从工作记忆转化过来的方式。

尽管每段记忆的轨迹都不同,但是所有的长时记忆都始于海马这个脑区,它是大脑的“打印机”。

在这里放置一个植入体,或许能记录下正在形成的记忆。下一步是弄清楚特定记忆的神经代码,这关键在于相互连接的神经元的发放模式,比如,某一组神经元的同步活动可能表示你对埃菲尔铁塔的印象,而另一个和它有交集的网络可能代表更加宽泛的巴黎。

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