據外灘畫報報導,一位標新立異的神經學家認為,他已經破譯了大腦形成長期記憶的代碼。
西奧多·伯傑是洛杉磯南加州大學的生物醫學工程師和神經學家。他設想,在不遠的將來,嚴重失憶的病人可以通過植入電子晶片得到幫助。當人們的大腦因為阿爾茨海默氏症、中風或受傷而受到損害,被擾亂的神經網絡往往阻止長期記憶的形成。在過去的二十多年裡,伯傑一直在設計矽晶片,來模擬正常工作的神經元之間的信號傳遞。它能使我們回憶起一分多鐘的經驗和知識。伯傑希望,最終可以通過在大腦中植入這樣的晶片,使病人恢復長期記憶的能力。
伯傑說,這個想法是如此膽大包天,以至於很多不在神經科學主流領域的同事都把他看作瘋子。「很久以前,他們就說我是瘋子。」不過,鑑於最近他的研究小組以及幾個親密的合作者進行了成功的實驗,伯傑正在擺脫「瘋子」的標籤,並且逐漸被當作一個有遠見的先驅。
伯傑和他的研究夥伴尚未進行人體試驗,但他們的實驗表明,通過外部電極連接到鼠腦和猴腦的矽晶片能像真正的神經元那樣處理信息。「我們不是在向大腦輸入個人化的記憶。我們是在重建產生記憶的能力。」去年秋天,他們發布了一個令人印象深刻的實驗。伯傑和他的同事證明,他們還可以幫助猴子從大腦的長期記憶儲存區檢索那些記憶。
如果「記憶植入」聽起來有點不可信,那麼伯傑會以神經假體方面的一些最新進展作為例子。現在,通過植入人工耳蝸,有超過20萬聾人可以將聲音轉換成電信號,並將它們發送到聽覺神經。同時,早期的實驗表明,植入電極也可以讓癱瘓的人能按自己的意志移動假肢。另外,在將人工視網膜應用於盲人方面,研究人員也已取得了初步的成功。
儘管如此,要恢復大腦中的認知,其難度要遠遠高於以上任何成就。在過去的35 年裡,伯傑一直試圖從根本上了解海馬區神經元的行為方式,因為這一區域被認為是形成記憶的區域。「這是非常清楚的。」他說,「海馬區使短期記憶變成長期記憶。」
海馬區如何完成這個複雜的壯舉?伯傑開發了數學定理,用來描述電信號如何在海馬區的神經元之間傳遞而形成長期記憶。他已經證明了他的方程式與現實相符。「你不需要做大腦做的所有事情,但你至少可以模仿大腦做的某些事情吧?」他問,「你能不能模擬它,並把它放入一個設備?你能不能將這個設備植入到任何大腦中?就是這三個問題,導致人們認為我瘋了。其實是他們認為這很難實現。」
記憶代碼的破譯