發(fā)布日期：2016-08-26
一家名叫Kernel的新公司研發(fā)出一種神秘的模式：通過植入可診斷的大腦假體，以幫助那些有記憶問題的人們。這個項目有廣闊的目標(biāo)市場，其中包括那些阿茲海默癥患者或其他形式的癡呆癥患者，還有那些受過腦部創(chuàng)傷的人們。
如果這家公司的模式可行，那么在未來，醫(yī)生將給病人的大腦里植入Kernel研發(fā)的微型裝置——準(zhǔn)確地說，是植入到大腦內(nèi)一個叫海馬體的部位。而這個植入的裝置的電極會通過發(fā)電來刺激某些神經(jīng)元來幫助大腦工作，比如把輸入大腦的外界信息轉(zhuǎn)化為長期記憶。
這種假體的研發(fā)建立在南加州大學(xué)神經(jīng)工程的中心主任，Ted Berger領(lǐng)導(dǎo)的一項研究的基礎(chǔ)上。Berger告訴《波普雜志》的記者，在小白鼠和其他靈長類動物身上進行的實驗讓他相信，時機已經(jīng)成熟，是時候把這個假體投入到臨床試驗中去了。他表示：“我們正在人體中測試這個假體，并且得到了相當(dāng)不錯的初步成效。我們未來將更進一步，努力實現(xiàn)此假體的商業(yè)化。”
《波普雜志》專門報道了Berger在記憶假體中的先鋒成就，希望以此為契機，讓人們不再飽受身體、情感和智力殘疾之苦。
在Berger研究出來的這種治療方法中，當(dāng)某些神經(jīng)元接收到新的信息時，海馬體中的電極材料會先記錄下電信號并把它們翻譯成一定的記憶編碼。這些電信號是神經(jīng)元在具體區(qū)域發(fā)射出來的。Berger研究的正是外界信息是如何轉(zhuǎn)化為電信號，并作為長期記憶儲存在大腦里的。然后，他的研究室建立了能接受信息并產(chǎn)生相應(yīng)輸出信號的數(shù)學(xué)模型，也就是將外界信息轉(zhuǎn)化為記憶的模型。
在接收信息的過程中，被植入的記憶假體的電極會記錄下信號，相當(dāng)于一個微處理器來實現(xiàn)計算。接著電極會刺激神經(jīng)元并將信息編碼后存儲為長期記憶。
對于那些難以形成長期記憶的患者來說，這個假體將會助他們一臂之力。Berger說：“我們會獲取這些記憶編碼并把它們放回大腦中。如果我們能貫徹這一點，那么這個假體將可以投入使用。”
像Berger和其他神經(jīng)工程研究者進行的記憶假體方面的先行研究都獲得了美國國防部高級研究計劃局的資金支持，同時在這十年間他們也致力于臨床裝置的發(fā)展。
但Kernel 這一新啟動項目的主要資金還是來源于科技企業(yè)家Bryan Johnson。他曾在2013年以8億美元將自己的支付公司賣給貝寶（全球最大的在線支付平臺）。Johnson在這之后開始了名叫OS Fund風(fēng)險投資，這一投資項目旨在“改寫生命的操作系統(tǒng)”以造福人類。USC的Berger說，Johnson不止希望通過Kernel賺取下一個8億美元，他下一步有新的挑戰(zhàn)——提高人腦能力。
資金的投入將提供更多人體試驗，比如暫時性將電極材料放置在住院中的癲癇病患者，并作為常規(guī)治療的一部分。到目前為止所進行的人體測試中，研究人員記錄下了患者在進行記憶測試時來自海馬體的數(shù)據(jù)，同時也能夠用電擊刺激海馬體以提高患者的記憶能力。
關(guān)于記憶形成的科學(xué)還存留著許多基礎(chǔ)的問題等待被解答，這也反映了Kernel創(chuàng)始團隊致力于發(fā)展此種臨床裝置的建設(shè)性作用。比如，是否存在著記憶的共同編碼呢？如果兩個人記憶一串相同的單詞，他們的電信號是否相匹配？又或者說，他們是否都使用了相同模式的信號來編碼信息并記憶呢？
Berger說，在小白鼠身上實驗時，研究人員的確發(fā)現(xiàn)了“有意義的共同編碼”，但在靈長類動物身上卻沒有發(fā)現(xiàn)此種編碼。盡管如此，他補充說到，他們只是在少數(shù)的靈長類動物身上實驗過，因此缺乏一個足夠大的數(shù)據(jù)集來分析。至于人類，即使真的存在這樣一種普遍的記憶編碼，以現(xiàn)在的技術(shù)能力也很難將之運用起來。
問題的關(guān)鍵就在于，人類的神經(jīng)元遠(yuǎn)多于小白鼠——人有860億之多的神經(jīng)元，而小白鼠只有大約2億。因此植入到人體海馬體中的電極也只能記錄到一個相對更小比例的數(shù)據(jù)。Berger表示：“我們能記錄到的只是一些基于神經(jīng)元的有一定偏差的信息。”因而，Kernel項目的目標(biāo)之一就是研制能記錄更多神經(jīng)元傳來的信息的，有密集電極排列的植入體。
假設(shè)Kernel項目能成功把基礎(chǔ)科學(xué)變?yōu)閷嶋H化的產(chǎn)品，其實這也不是沖擊市場的第一個大腦植入假體。植入技術(shù)早在深部腦部刺激手術(shù)中就被使用過了。這也成為帕金森疾病治療的一部分，以及抑郁癥和其他許多神經(jīng)心理障礙疾病的實驗性治療手段。在2013年，監(jiān)管機構(gòu)批準(zhǔn)了第一例癲癇病患者大腦植入手術(shù)。植入物能監(jiān)管大腦并阻止癲癇病的發(fā)作。
種種跡象表明，仿生大腦的時代即將到來，敬請期待。
來源：雷鋒網(wǎng)
