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    文摘报 2016年05月26日 星期四

    记忆可以任意“存储”“删除”吗

    《 文摘报 》( 2016年05月26日   07 版)

      美国“SXSW科技大会”一直被认为是前沿科技的展示平台,在今年的大会上,来自南加州的教授西奥多·伯杰以动物实验证明,大脑已经能够接受芯片作为替代物或者记忆模块。

      我们熟知的海马体,是人类大脑中负责将短时记忆向长期储存转换的部分;此外它还具备“检索”功能,负责帮助大脑建立信息归档系统,并在需要的时候,快速将有用信息检索出来。伯杰教授正是利用海马体的“特殊性”,欲实现人脑记忆备份并复制到其他人的大脑。

      在实验中,研究团队首先对一只植入芯片的猴子进行训练,让它在30秒内选择正确的按钮,然后将芯片复制到另一只猴子脑内,第二只猴子同样做到了训练后才能完成的事。研究结果令人振奋,这种复制性在猴体的效果接近完美。此外,这个试验在8名癫痫患者身上也已经获得成功,人体正确率目前为80%。伯杰教授预计,未来有完善到极高精度的可能。

      这项研究对人脑工程是一个重大突破,但就目前来说,仍然需要进一步证实的是,芯片是否可以完全替代海马体或者对受损海马体有修复作用,所以它的临床性还有待考证。

      如果未来的科技水平,真的可以“备份”或“复制”人脑记忆,那么人们更感兴趣的是,未来是否也可以实现记忆的任意“删除”或“添加”功能?

      现代神经科学认为,记忆是脑部的神经元之间突触联系的变化。通过学习,可以使脑里面神经元之间产生一些新的连接,就形成了记忆,之后如果再受到有相关性的弱刺激时,就可以激活所有相关的核团,在脑中再现原来的内容。“因此,从理论上说,只要用适当的方法,比如电击,比如运用一些增加或者抑制蛋白质合成的药物,对脑特定部位进行刺激,就可以实现记忆的任意‘删除’或‘添加’。”中山大学生命科学学院生科系黄洁虹博士说,“不过对于特定内容的记忆,它到底存在脑的哪个位置?到底由哪些神经元参与形成?跟这个记忆相关的神经元连接在哪里?由于技术条件的限制,我们对这些问题知道得还不多。”

      现在,科学家试图通过更加巧妙的方法,避开这些还没有解答的问题,来实现对记忆的修饰。黄洁虹博士介绍说,比如通过唤起相关的记忆来确定参与该记忆神经元的大概位置和通路,然后给予电刺激,或者直接给予一些药物,都能达到一定修饰记忆的效果。“只是这个离实现对记忆的随意编辑,还有一定的距离。可以看到希望和突破,但还是有相当长的路要走。”

      西奥多·伯杰教授的最新研究成果,是一项对大脑探索相当有用的科学挑战。海马体一直被认为是陈述性记忆形成过程中最重要的脑结构。海马体结构的损坏,往往导致顺行性的遗忘症,即不能形成新的记忆。另外也有证据显示,海马体在短时记忆的储存、空间记忆和方向定位也有重要作用。“用芯片模拟学习过程中海马体神经元的发电模式,通过芯片的植入影响其他动物大脑神经元的功能,这无疑是一个很有意义的尝试。”黄洁虹博士补充道,“但是由此认为大脑已经能够接受芯片作为替代物或者记忆模块,还是有点言之过早。毕竟上述实验的内容,只是涉及海马体功能的一小部分,而且实验的记忆内容也比较简单。对一些更为复杂的记忆,涉及更多的神经通路的情况,现阶段的芯片技术是否能很有效地模拟这些过程,植入后取得同样的成功几率,值得商榷。”

      虽然人造海马体完成了短时记忆向长期储存记忆“几乎完美”的转换,但是从技术难度上来说,“人类意识未来有望永存”的前路也困难重重。

      (《广州日报》5.21 黄岚)

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