南加大的生物医学工程师 Berger 在了美国国防高档研究操持署(DARPA)的帮助,正进行一项实验:藉由模拟神经在放置长期影象时的讯号,Berger 在实验体的脑中植入引发影象的这个芯片,并考试测验看看是否能唤起失落去的影象。
而这项革命性的实验目前也已经成功地将老鼠和猴子的影象译成影象密码,现在正为一名有癫癣的患者脑部做试验,期望能让他规复影象。

脑中植入激发记忆芯片科学家实行第一例人体实验

破解影象密码

Berger 表示,他们在做的不是要将大脑在处理影象时的碎片拼凑起来,但至少要能模拟大脑的行为。
他花了将近 35 年的韶光,企图理解大脑海马回区是如何将人类的短期影象转换成长期影象,和这么一个小小的区块是怎么能完成如此繁芜的事情的。
他创造,影象实在是由一些神经在发出电子脉冲时所产生的,这也表示,他们将可以将这些繁芜的程序简化成数学等式,放进电脑里打算。

后来,又有许多科学家加入 Berger,他们组成了一个团队,并将海马回区的资讯解码,好让影象也能够编算成打算机措辞。
在此之中,最主要的关键便是海马回区中输入到输出的电子讯号,Berger 说,大脑受过创伤的患者,这部分的讯号非常微弱,这也意味着若能用矽芯片重修这个讯号,就有可能让患者规复或是激起他的影象。

搭建桥梁

然而,解析大脑影象的密码并不是一件非常轻松的事情,事实上,他比想像中的还要困难许多。
问题在于神经系统的运作并不是线型化的在进行,讯号非常的吵杂,还时常重叠,导致在讯号输入时会被挤压和过度强调,而这任何些微变动都有可能造身分歧的输出。

但有了现在电脑科技的帮助,这些问题也有可能被逐一办理,Berger 利用他的数学理论设计了一个芯片,并考试测验看看大脑是否能接管这个替代品,或说是这个影象模组。
Berger 的团队开始对老鼠进行实验,并演习老鼠学会操控杠杆以获取奖赏,记录他们将这个动作转换成长期影象时,输入到输出的电子脉冲,末了在利用记录好的“精随”,设计出一个影象芯片。

其后,他们在这只老鼠的身体里注射一种药剂,能够让他暂时损失被演习过的影象,再将这个微电极的芯片植入老鼠的海马回区,并用他们的影象密码让输出的地方产生脉冲。
结果令人非常讶异,老鼠居然又开始会操作杠杆,让团队成员相称的振奋,并进而将实验用在猴子后,也在这过程中得到相称不错的成果。

人类植入芯片的首次考试测验

就在去年,Berger 领军的团队也小心翼翼地开始测试进行志愿患者身上的活体实验,他们招募了 12 位有癫癣的患者,由于他们早有镶嵌在脑部的电极以追踪他们癫癣的产生发火期,才能避免掉动脑部手术时的风险。
Berger 也表示,若真能成功的话,这将对这些有癫癣的患者有利无害。

研究学者在这实验中,哀求志愿者看一系列的照片,并要在 90 秒后重新回忆那些照片,并在这些过程中记录它们输入到输出的电子脉冲,末了衍生出一个专属于人类的影象密码演算法,而这个演算法的准确率大约是 80 %,虽然不是完美的数字,但也是一个很好的开始。

藉由这个演算法,他们开始用靠近大脑输入的讯号值,刺激个中一个患者的输出细胞,但团队之一的 Dong Song 博士却对其结果暗昧带过,仅表示这个办法是很有前瞻性的,目前还很难说。
不过,这也在预见之中,由于海马回区不像大脑的运动皮质区一样,有着让人一目瞭然的构造,也代表着它繁芜的运作办法。
对此也有人对这项实验提出一些异议,但他也不得不承认这个数据的确很让人信服。
Binger 也愉快的表示,他从没想过会将这个实验真正的利用到人类的身上。

虽然这项实验离成功还有很迢遥的间隔,Berger 希望未来要试试在不同的情形下,这个芯片是否能帮助建立长期影象。
而毕竟,这个演算法是基于特定的一项任务算出来的,那是不是也有可能我们人类的影象密码是无法被概括定论的?Berger 亦认为,不无这个可能性,但他仍对此保持乐不雅观的意见,他终极的目的,是想要带给有脑部创伤的患者更好的生活品质。

First Human Tests of Memory Boosting Brain Implant a Big Leap Forward10 breakthrough technologies in 2013

(首图来源:Flickr/ Allan Ajifo CC BY 2.0)

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