有了人工智能记忆芯片,老鼠只需按一下按钮就能记忆和遗忘

一项在老鼠身上测试的新型脑植入物能够“一键恢复”丧失的记忆,这预示着阿尔茨海默病、中风或遗忘症患者可能获得一种治疗方法。这种“神经假体”未来或许可以用来促进记忆形成过程,帮助患者恢复记忆。

该设备能够模仿大脑自身的神经信号,从而充当大脑中与记忆形成相关的区域的替代品。如果存在足够可追踪的神经活动,该设备就能在记忆丧失后恢复记忆。如果与正常、功能正常的脑海马体一同使用,该设备甚至可以增强记忆。

在这项研究中,维克森林大学和南加州大学的科学家们训练老鼠学习一项任务:通过按压一个又一个杠杆来获取饮水。在一系列测试中,老鼠按压一个杠杆后会被打断。为了获得奖励,它们必须记住自己已经按了哪个杠杆,以及接下来应该按哪个杠杆(左或右)。

研究团队将电极连接到老鼠的大脑,并连接到脑海马体中的两个区域,称为CA1和CA3。先前的研究表明,脑海马体可以将短期记忆转化为长期记忆。当老鼠执行任务时,研究团队记录了这些区域之间的信号,然后给老鼠用药,使其脑海马体区域无法相互通信。南加州大学生物医学工程教授、该研究的首席作者西奥多·伯杰(Theodore Berger)表示,老鼠忘记了接下来该按哪个杠杆。该研究发表在《神经工程杂志》(Journal of Neural Engineering)上。

伯杰说:“老鼠仍然表现出它们知道‘你先按左边,下次就按右边,反之亦然’。它们仍然普遍知道要按杠杆来获取饮水,但它们只能记住自己按了左边还是右边,持续时间只有5-10秒。”

随后,研究团队制作了一个人工海马体,可以复制CA1和CA3区域之间正常的神经信号。他们将其打开,并重放了先前记录的来自CA1的信号——就像大脑发出的录音消息一样。老鼠恢复了记忆。

伯杰说:“打开开关,老鼠就记住了。关闭开关,老鼠就忘记了。”

尽管距离在人类身上进行测试还有很长的路要走,但这项研究表明,如果关于记忆的神经编码信息足够多,信号模式就可以被记录、复制,并通过神经植入物稍后恢复。正如《纽约时报》(New York Times)指出的那样,对于记忆严重受限的患者来说,这可能会很困难——需要有可以记录和放大的记忆痕迹。但对于痴呆症患者来说,增强记忆形成过程可能很有用——例如,帮助他们记住钥匙放在哪里,或者洗手间在哪里。诸如此类的简单记忆可以让他们在更长的时间内保持独立。

据南加州大学称,研究人员接下来希望在猴子身上测试该设备。

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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