这家公司要给大脑植入“记忆芯片”治疗失忆

2016-08-27 20:25:18来源: 雷锋网 关键字:大脑芯片  记忆  阿兹海默症

   一家名叫Kernel的新公司研发出一种神秘的模式:通过植入可诊断的大脑假体,以帮助那些有记忆问题的人们。这个项目有广阔的目标市场,其中包括那些阿兹海默症患者或其他形式的痴呆症患者,还有那些受过脑部创伤的人们。

  如果这家公司的模式可行,那么在未来,医生将给病人的大脑里植入Kernel研发的微型装置——准确地说,是植入到大脑内一个叫海马体的部位。而这个植入的装置的电极会通过发电来刺激某些神经元来帮助大脑工作,比如把输入大脑的外界信息转化为长期记忆。

  这种假体的研发建立在南加州大学神经工程的中心主任,Ted Berger领导的一项研究的基础上。Berger告诉《波普杂志》的记者,在小白鼠和其他灵长类动物身上进行的实验让他相信,时机已经成熟,是时候把这个假体投入到临床试验中去了。他表示:“我们正在人体中测试这个假体,并且得到了相当不错的初步成效。我们未来将更进一步,努力实现此假体的商业化。”

  《波普杂志》专门报道了Berger在记忆假体中的先锋成就,希望以此为契机,让人们不再饱受身体、情感和智力残疾之苦。

  在Berger研究出来的这种治疗方法中,当某些神经元接收到新的信息时,海马体中的电极材料会先记录下电信号并把它们翻译成一定的记忆编码。这些电信号是神经元在具体区域发射出来的。Berger研究的正是外界信息是如何转化为电信号,并作为长期记忆储存在大脑里的。然后,他的研究室建立了能接受信息并产生相应输出信号的数学模型,也就是将外界信息转化为记忆的模型。

  

 

   在接收信息的过程中,被植入的记忆假体的电极会记录下信号,相当于一个微处理器来实现计算。接着电极会刺激神经元并将信息编码后存储为长期记忆。

  对于那些难以形成长期记忆的患者来说,这个假体将会助他们一臂之力。Berger说:“我们会获取这些记忆编码并把它们放回大脑中。如果我们能贯彻这一点,那么这个假体将可以投入使用。”

  像Berger和其他神经工程研究者进行的记忆假体方面的先行研究都获得了美国国防部高级研究计划局的资金支持,同时在这十年间他们也致力于临床装置的发展。

  但Kernel 这一新启动项目的主要资金还是来源于科技企业家Bryan Johnson。他曾在2013年以8亿美元将自己的支付公司卖给贝宝(全球最大的在线支付平台)。Johnson在这之后开始了名叫OS Fund风险投资,这一投资项目旨在“改写生命的操作系统”以造福人类。USC的Berger说,Johnson不止希望通过Kernel赚取下一个8亿美元,他下一步有新的挑战——提高人脑能力。

  资金的投入将提供更多人体试验,比如暂时性将电极材料放置在住院中的癫痫病患者,并作为常规治疗的一部分。到目前为止所进行的人体测试中,研究人员记录下了患者在进行记忆测试时来自海马体的数据,同时也能够用电击刺激海马体以提高患者的记忆能力。

  关于记忆形成的科学还存留着许多基础的问题等待被解答,这也反映了Kernel创始团队致力于发展此种临床装置的建设性作用。比如,是否存在着记忆的共同编码呢?如果两个人记忆一串相同的单词,他们的电信号是否相匹配?又或者说,他们是否都使用了相同模式的信号来编码信息并记忆呢?

  Berger说,在小白鼠身上实验时,研究人员的确发现了“有意义的共同编码”,但在灵长类动物身上却没有发现此种编码。尽管如此,他补充说到,他们只是在少数的灵长类动物身上实验过,因此缺乏一个足够大的数据集来分析。至于人类,即使真的存在这样一种普遍的记忆编码,以现在的技术能力也很难将之运用起来。

  问题的关键就在于,人类的神经元远多于小白鼠——人有860亿之多的神经元,而小白鼠只有大约2亿。因此植入到人体海马体中的电极也只能记录到一个相对更小比例的数据。Berger表示:“我们能记录到的只是一些基于神经元的有一定偏差的信息。”因而,Kernel项目的目标之一就是研制能记录更多神经元传来的信息的,有密集电极排列的植入体。

  假设Kernel项目能成功把基础科学变为实际化的产品,其实这也不是冲击市场的第一个大脑植入假体。植入技术早在深部脑部刺激手术中就被使用过了。这也成为帕金森疾病治疗的一部分,以及抑郁症和其他许多神经心理障碍疾病的实验性治疗手段。在2013年,监管机构批准了第一例癫痫病患者大脑植入手术。植入物能监管大脑并阻止癫痫病的发作。

  种种迹象表明,仿生大脑的时代即将到来,敬请期待。

关键字:大脑芯片  记忆  阿兹海默症

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/article_201608276814.html
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