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仿生大脑黎明将至,Kernel开发大脑假体帮助脑部受伤患者重获记忆力
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2016-08-20 仿生大脑黎明将至,Kernel开发大脑假体帮助脑部受伤患者重获记忆力

如果大脑神经信号都可以被记录,人类是否将迈向新纪元?

【猎云网(微信号:ilieyun)】820日报道 (编译:蔡妙娴)

一家名为Kernel的创企近日走进了公众的视线,并宣布了其雄心勃勃的计划:开发出一款临床可用的大脑假体,用以帮助记忆力有问题的人群。该公司的目标客户为患有阿兹海默及其他痴呆病的病人,包括中风患者及脑部受伤人士。

如果这家公司成功的话,有一天医生们可以将Kernel的小设备安装到病人的大脑中,具体位置为所谓的记忆中心——海马体。Kernel的电极能够刺激特定神经来帮助大脑运行,并将输入的信息转化为长期记忆。

Kernel设备的原理基于南加州大学神经工程中心的一项研究,这项研究由工程中心主管Ted Berger主导。Berger表示,在对老鼠以及灵长动物进行实验后,他相信已经到开发临床设备的时候了。“我们正在进行人体实验,初步结果非常乐观,”Berger说,“我们将继续奔着实现大脑假体的商业化这一目标而去。”

按照Berger的思路,安装在海马体部位的Kernel设备会在感知新信息时,首先将来自特定神经的电信号记录下来,然后再将其转化为记忆。Berger对感知电信号与长期记忆电信号之间的转化关系进行了研究,之后,他的实验室建立了数学模型,该模型能够将所有输入信号转变为输出信号,也就是感知信号到记忆信号的转变。

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植入的记忆假体中搭载了电极来记录感知信号,用微处理器来处理计算,之后电极会对神经进行刺激,将信息转化为记忆。

对于那些有长期记忆困难的人来说,这种记忆假体可以说是他们的福音。“我们提取出记忆代码,对其进行加强,然后再编入大脑中,”Berger说,“如果我们能稳定地进行这一过程,那我想我们就成功了。”

此前,Berger与其他几位神经工程学家对记忆假体的研究获得了来自DARPA的投资,后者也希望能在10年之内开发出类似的临床设备。

不过,Kernel这家新创企背后的资金来源于另一个人——科技企业家Bryan Johnson。2013年,Johnson将其支付公司以8亿美元的价格卖给了Paypal。之后,他成立了一家名为OS Fund的风投基金,致力于“改写生命的运行系统”,造福人类。Berger表示,Johnson创办Kernel“不是仅仅为了再卖出一笔8亿美元”(Johnson是Kernel的CEO),“他认为摆在人类面前的下一个挑战就是,如何提升我们的大脑。”Berger说。

新获得的资金将帮助Kernel进行更多人体实验,当前他们正在对医院的癫痫病患开展实验。他们在这些患者的闹钟植入了临时的电极,作为他们常规治疗的一部分。在病患进行记忆测试时,研究人员会记录其海马体的活动;结果显示,电极确实能刺激病患的海马体,提高记忆能力。

我们之所以称Kernel创始人的目标雄心勃勃,是因为有关记忆形成的众多本质问题,科学家还无法给出解释。比如,记忆是否有通用的代码?如果两个人记忆同一组单词,他们的脑电波信号会是一样的吗?还是两人分别使用各自特有的信号模式来编码记忆?

Berger表示,在老鼠身上,他们的确检测到了一种“相当普遍的代码”,但在灵长类动物身上却没有发现类似情况。Berger又补充说,他们进行的灵长类动物实验数量不够多,难以形成一套有效数据来分析。至于人类,Berger坦言,“即便存在那样一套通用的记忆代码,以我们现在使用的工具来说也很难发现。”

人与老鼠的区别在于,人的神经要比老鼠多得多。我们的神经数量在860亿个左右,而老鼠只有2亿个。因此,植入海马体部位的电极只能记录相当少一部分的神经信号。Berger说:“鉴于记录的神经信号有限,我们记忆下的信息可能会有所偏失。”未来,Kernel计划开发出一种密集排布的假体,能够记录更多神经的信号。

即使Kernel能将科学理论转变为真正的临床产品,它也不会是第一个冲击市场的大脑假体。在一项名为“深脑部刺激”(DBS)的技术中,科学家也在病患脑中植入了假体,且这种技术已经在治疗帕金森病的过程中为患者广为接受;此外,实验证明,这种疗法对抑郁症以及其他诸多神经心理学紊乱病症也有效果。2013年,相关监管机构批准了首个针对癫痫病的大脑植入设备,该设备能够监控大脑,及时发现、预防病情发作。

或许,我们已经走入了仿生大脑的时代了。

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