最近在美国一家名为Kernal的公司,宣称要临床可用的人工脑部装置来帮助改善记忆。主要针对老年痴呆症(阿兹海默症)、失忆症,以及中风和脑部受创的患者 。如果成功了,将来脑科医师就会在手术中植入他们研发出的微小装置放到患者脑部─海马体(hippocampus)中。海马体是脑部记忆形成和存储的关键区域。该设备的电极将电刺激某些神经元,帮助将外部信息信息转化为长期记忆。
南加州大学的中心神经工程主任特德·伯杰再《IEEE》表示,团队在老鼠与灵长类身上的实验进展顺利,并且在人体实验中也获得了良好的初步结果,因此他们现在目标将这个人工装置推向全球商业化。伯杰的记忆装置的开创性工作论文被刊登在IEEE上, 记忆装置而且不会造成有体力,情绪和智力方面的障碍。
当学习到新事物时,位于海马体中的该装置电极便会将记忆编码纪录到神经元的电流信号中。这些电流信号是神经元依特定模式发射的结果。如何将学习的电流信号,转译为储存长期记忆的信号,正是Berger的团队主要投入研究的项目。他们建立了一个数学模型,可以接收任何输入(学习)信号,并且产生适合对应的输出(记忆)信号。该装置上设有CPU进行运算,而电极可以透过刺激神经元将记忆编码,纪录并储存学习时收到的信号。对那些很难形成记忆以及无法记住近期经验的人来说,该人工装置能够将记忆强化,并存回脑海中。
过去在脑深层电刺激(DBS,Deep Brain Stimulation)的手术上就已经出现,主要应用在治疗帕金森氏症、忧郁症及其他神经精神疾病上。到了2013 年,美国的监管机构通过批准对癫痫病人使用大脑植入物,用来观测即将发作的症状并加以预防。现今在脑中暂时性置入电极,已经被当作治疗癫痫病人的正规疗程,这些资金将帮助进行更多临床人体实验。目前的研究会在患者做记忆测试时纪录海马体的情况,并且用电刺激海马体,增强他们的记忆能力。
然而,即使记忆如何构成还有许多未知的领域,这也让Kernel 公司名声大噪。有些东西还没有搞清,比如不同的人记忆产生的信息编码一样吗?如果不一样,CPU能处理吗?但是根据过去在老鼠身上的实验,确实侦测到显著的共同编码,灵长类身上可能不是这么一回事。但伯杰表示,因为目前灵长类的实验样本太少,所以还无法建立足够的资料库分析出数据。至于在人类方面,即使真的有共同的记忆编码,以现在的技术也还无法探知。
困难在于,人类有860 亿个神经元,和老鼠的2 亿个不是一个数量级。Kernel 接下来的目标,就在于研发电极阵列更密集的植入装置,以纪录更多神经元信号。
脑部植入物上市倒也不是头一遭发生的事了。而如果Kernel 公司真的能将学术理论化为实际产品,那么可以期待,仿生大脑的时代已不远矣。
最后818公司Kernel,公司投资人是科技企业家Bryan Johnson。他在2013年将自己的支付公司以8亿美金卖给PayPal,并另外成立了创投公司OS Fund,特别关注在能改善人类健康的产品研发上。