有了記憶假體，以后再無健忘癥？

張文韜/編譯

有了記憶假體，以后再無健忘癥？

張文韜/編譯

● 《黑鏡》是一部反烏托邦的英國電視劇，描寫不久的將來發(fā)生的事情。在其中一集中，每一個(gè)人都在耳朵后面植入了芯片，可以記錄過去的時(shí)光。生活的每一個(gè)瞬間隨時(shí)都可以調(diào)出來場面再現(xiàn)，就像在你眼前放電影一樣。

南加州大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師西奧多·伯格（Theodore Berger）說，他研制的一種“記憶假體”會(huì)起到類似的作用，雖然不能保證完全恢復(fù)記憶，不過也許會(huì)改善記憶狀況。這個(gè)裝置能模仿海馬體的功能，通過手術(shù)移植到大腦中，以特定方式對(duì)大腦進(jìn)行電刺激，最后形成記憶。目前針對(duì)大鼠和猴子的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)獲得成功。現(xiàn)在，他正在研究該裝置在人類身上是否有用。

海馬體可以把短期記憶轉(zhuǎn)化成長期記憶，比如只有把“鑰匙放在哪里”轉(zhuǎn)變成長期記憶，以后你才能找到它，這就是伯格研制記憶假體的理論基礎(chǔ)。在他的早期實(shí)驗(yàn)中，他演奏了一個(gè)音調(diào)，同時(shí)向兔子臉上吹氣，使它眨眼。經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練，最終，兔子一聽到那個(gè)音調(diào)就會(huì)眨眼，就像著名的巴甫洛夫的狗，只要聽到鈴聲就分泌唾液。伯格用電極記錄下海馬體的活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)兔子把音調(diào)和吹氣聯(lián)系起來時(shí)，這些信號(hào)模式發(fā)生了可預(yù)測(cè)的改變。

“在訓(xùn)練過程中，海馬體積極參與并且改變了觸發(fā)模型。”格里高力·克拉克（Gregory Clark）指出，他曾經(jīng)是伯格的學(xué)生，如今是猶他大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)教授。伯格把這種觸發(fā)模型稱為時(shí)空密碼，它由神經(jīng)元的位置以及神經(jīng)元觸發(fā)的時(shí)機(jī)決定。伯格指出：“時(shí)空密碼在海馬體的不同層傳播，逐漸發(fā)生改變。我們不知道原因，但是最終結(jié)果是，時(shí)空密碼出現(xiàn)時(shí)，大腦其他部分就能識(shí)別它，并將其作為長期記憶保存下來。”

大腦其他部分將輸出的時(shí)空密碼作為記憶信號(hào)，比如在實(shí)驗(yàn)中兔子一聽到音調(diào)就眨眼。伯格表示：他已經(jīng)可以用數(shù)學(xué)模型描述海馬將短期記憶轉(zhuǎn)化為長期記憶的通用規(guī)律。

利用這種通用規(guī)律，他給大鼠裝配了人工海馬體。為了做到這一點(diǎn)，他首先得訓(xùn)練大鼠完成一個(gè)記憶任務(wù)：他讓大鼠按下兩個(gè)杠桿中的一個(gè)，接著用光干擾它。當(dāng)干擾消失時(shí)，經(jīng)過訓(xùn)練的大鼠必須按下另一個(gè)杠桿，以證明它們記得自己之前的選擇。

在這個(gè)過程中，伯格的團(tuán)隊(duì)記錄了海馬體的每次觸發(fā)，找出哪些時(shí)空密碼對(duì)應(yīng)按下杠桿的記憶。他們從海馬的輸入和輸出觸發(fā)模型中獲取數(shù)據(jù)，并開發(fā)了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，可以根據(jù)輸入的時(shí)空碼預(yù)測(cè)輸出的時(shí)空碼。隨后，伯格讓參加記憶實(shí)驗(yàn)的大鼠服用藥物阻止記憶形成，而使用人工海馬體以脈沖對(duì)大腦進(jìn)行電刺激，而這種脈沖就是根據(jù)數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)的輸出時(shí)空密碼。

果然，大鼠會(huì)按下正確的杠桿。“它們記起了正確的時(shí)空密碼，就像是它們自己創(chuàng)造的一樣，”伯格說，“現(xiàn)在我們把這個(gè)記憶放回到它的大腦。”伯格也將這樣的假體植入恒河猴的大腦前額皮質(zhì)層。這個(gè)區(qū)域的功能包括運(yùn)用記憶解決新的問題。在這種情況下，假體也改善了猴子的記憶。

但是，類似的記憶假體也適用于人類么？“這些假體植入大腦，都面臨一個(gè)根本的挑戰(zhàn)，”凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的工程學(xué)教授達(dá)斯廷·泰勒（Dustin Tyler）說，“大腦中有數(shù)十億的神經(jīng)元，它們之間還有無數(shù)個(gè)連接，讓它們都能協(xié)同工作。找到一種技術(shù)，既能介入大量神經(jīng)元、又能夠與它們建立高分辨率連接很不容易。”

即使是植入耳蝸也不能完美地模仿聲音，它通過幾十個(gè)電極刺激聽覺神經(jīng)，模擬可以被人耳聽到的聲音。而在只有100個(gè)電極組成電碼的情況下，科學(xué)家還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能模仿全部的記憶和感官輸入。但是這不會(huì)阻礙名為Kernel的新創(chuàng)業(yè)公司，他們向伯格提供了部分研究資金，還任命伯格為公司首席科學(xué)官（CSO）。

Kernel公司最初的目標(biāo)是把伯格發(fā)明的人工海馬體推向市場，作為醫(yī)療器械用于記憶障礙患者。伯格現(xiàn)在正在主持該設(shè)備新版本的人體試驗(yàn)，他說，迄今為止，參加試驗(yàn)的患者在記憶測(cè)試中的表現(xiàn)都很好。不過，公司的CEO布賴恩·約翰遜（BryanJohnson）希望，最終開發(fā)一個(gè)只需簡單的門診手術(shù)就能植入的設(shè)備，以此來增強(qiáng)人類的注意力、創(chuàng)造力和專注度等。

這個(gè)新目標(biāo)也成為擺在管理機(jī)構(gòu)面前的新問題：這種設(shè)備是算作醫(yī)療器械還是消費(fèi)品，應(yīng)該由誰來監(jiān)管？在美國食品與藥品監(jiān)督管理局（FDA）的規(guī)定中，如果植入物的用途是診斷或治療醫(yī)學(xué)病癥，或者是改善身體結(jié)構(gòu)或功能，它就是醫(yī)療裝置。但是，如果皮下植入物僅僅只是可以提高注意力或創(chuàng)造力，像腦刺激器的膳食補(bǔ)充劑一樣，它可能不受FDA監(jiān)管。

關(guān)于Kernel公司尚未推出的設(shè)備的用途，約翰遜沒有做出評(píng)論：這取決于設(shè)備本身，設(shè)備的功能以及潛在的副作用。誠然，所有的醫(yī)療器械和藥品都伴隨著副作用。現(xiàn)在，我們等著見證，這種設(shè)備到底是有益的，還是僅僅會(huì)為《黑鏡》這樣的電視劇提供一種新的、可怕的情節(jié)。

[資料來源：Wired][責(zé)任編輯：遙 醒]