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(guò)植入可診斷的大腦假體，以幫助那些有記憶問(wèn)題的人們。這個(gè)項(xiàng)目有廣闊的目標(biāo)市場(chǎng)，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(guò)腦部創(chuàng)傷的人們。
如果這家公司的模式可行，那么在未來(lái)，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(shuō)，是植入到大腦內(nèi)一個(gè)叫海馬體的部位。而這個(gè)植入的裝置的電極會(huì)通過(guò)發(fā)電來(lái)刺激某些神經(jīng)元來(lái)幫助大腦工作，比如把輸入大腦的外界信息轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)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(xiàng)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(zhǎng)類動(dòng)物身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)讓他相信，時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，是時(shí)候把這個(gè)假體投入到臨床試驗(yàn)中去了。他表示：“我們正在人體中測(cè)試這個(gè)假體，并且得到了相當(dāng)不錯(cuò)的初步成效。我們未來(lái)將更進(jìn)一步，努力實(shí)現(xiàn)此假體的商業(yè)化。”
《波普雜志》專門報(bào)道了Berger在記憶假體中的先鋒成就，希望以此為契機(jī)，讓人們不再飽受身體、情感和智力殘疾之苦。
在Berger研究出來(lái)的這種治療方法中，當(dāng)某些神經(jīng)元接收到新的信息時(shí)，海馬體中的電極材料會(huì)先記錄下電信號(hào)并把它們翻譯成一定的記憶編碼。這些電信號(hào)是神經(jīng)元在具體區(qū)域發(fā)射出來(lái)的。Berger研究的正是外界信息是如何轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并作為長(zhǎng)期記憶儲(chǔ)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(hào)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(guò)程中，被植入的記憶假體的電極會(huì)記錄下信號(hào)，相當(dāng)于一個(gè)微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算。接著電極會(huì)刺激神經(jīng)元并將信息編碼后存儲(chǔ)為長(zhǎng)期記憶。
對(duì)于那些難以形成長(zhǎng)期記憶的患者來(lái)說(shuō)，這個(gè)假體將會(huì)助他們一臂之力。Berger說(shuō)：“我們會(huì)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(diǎn)，那么這個(gè)假體將可以投入使用。”
像Berger和其他神經(jīng)工程研究者進(jìn)行的記憶假體方面的先行研究都獲得了美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局的資金支持，同時(shí)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(dòng)項(xiàng)目的主要資金還是來(lái)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(tái)）。Johnson在這之后開(kāi)始了名叫OS Fund風(fēng)險(xiǎn)投資，這一投資項(xiàng)目旨在“改寫生命的操作系統(tǒng)”以造福人類。USC的Berger說(shuō)，Johnson不止希望通過(guò)Kernel賺取下一個(gè)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(yàn)，比如暫時(shí)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(jìn)行的人體測(cè)試中，研究人員記錄下了患者在進(jìn)行記憶測(cè)試時(shí)來(lái)自海馬體的數(shù)據(jù)，同時(shí)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(wèn)題等待被解答，這也反映了Kernel創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)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(gè)人記憶一串相同的單詞，他們的電信號(hào)是否相匹配？又或者說(shuō)，他們是否都使用了相同模式的信號(hào)來(lái)編碼信息并記憶呢？
Berger說(shuō)，在小白鼠身上實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究人員的確發(fā)現(xiàn)了“有意義的共同編碼”，但在靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)此種編碼。盡管如此，他補(bǔ)充說(shuō)到，他們只是在少數(shù)的靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上實(shí)驗(yàn)過(guò)，因此缺乏一個(gè)足夠大的數(shù)據(jù)集來(lái)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(yùn)用起來(lái)。
問(wèn)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(gè)相對(duì)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(xiàng)目的目標(biāo)之一就是研制能記錄更多神經(jīng)元傳來(lái)的信息的，有密集電極排列的植入體。
假設(shè)Kernel項(xiàng)目能成功把基礎(chǔ)科學(xué)變?yōu)閷?shí)際化的產(chǎn)品，其實(shí)這也不是沖擊市場(chǎng)的第一個(gè)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(guò)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(shí)驗(yàn)性治療手段。在2013年，監(jiān)管機(jī)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(shí)代即將到來(lái)，敬請(qǐng)期待。
來(lái)源：雷鋒網(wǎng)
