脑机接口还没来，“记忆假肢”已经能提高人类记忆力了

姓名：孙宾

学号：17011210280

学院：通信工程学院

转自：微信公众号DeepTech深科技

【嵌牛导读】本文介绍神经网络在人体大脑中的探索研究

【嵌牛鼻子】神经网络，海马体

【嵌牛提问】人类的记忆力真的可以通过科技增强吗？

【嵌牛正文】

通过脑植入的方式，一种具有类似“记忆假肢”功能的设备成功增强了人类的记忆力。该装置由植入大脑的电极组成，旨在模仿我们大脑处理记忆的方式，可使人在记忆能力测试中的表现提高30％。

在上周末于华盛顿召开的神经科学学会会议上，南加州大学的科学家 Dong Song 介绍了他们的研究。Dong 说：“目前我们正在通过编写神经代码来增强大脑的记忆能力，而这是以前从来未被做到过的。”

研究小组表示，类似的方法或能同样有助于提高大脑的其他机能，如我们的视力或反应能力。该植入设备会给海马体（hippocampus，大脑中负责学习和记忆的一个区域）以微弱的电击刺激，并以此来模仿正常大脑的活动模式。该装置或将有助于治疗涉及记忆问题的疾病，甚至也可用于提升人类其他的大脑机能。

图 | 问题的答案似乎正在逐渐成形

在研究中，Song 和同事将他们的设备植入了 20 名志愿者的脑内（这些志愿者此前就已在脑中植入电极装置以治疗癫痫）。

小组首先使用该设备收集志愿者学习时的脑部活动数据，之后让每个志愿者都进行一次记忆测试。在测试中，志愿者必须记住 5 到 10 秒之前所显示过的不规则图形。该测试测的是参与者短期记忆能力，一般人的测试成绩在 80％左右。

此外，志愿者们在研究中还进行了一个更难的记忆能力测试，测试要求他们记得 10 到 40 分钟之前看过的图片。该测试衡量的是工作记忆（working memory）——比如那些我们在做决定的时所依赖的信息。

研究小组使用这些数据来计算出与每个人最佳记忆表现相关的大脑活动模式。然后让脑植入设备的电极刺激在志愿者脑中模拟那种大脑活动的情况下，让志愿者进行更多的记忆能力测试。

实验过程中，在三分之一的时间内，植入设备以研究人员认为能帮助大脑记忆的方式刺激志愿者的大脑。在另一段三分之一的时间中，植入设备用随机模式刺激志愿者的大脑，而在剩下的最后一部分时间，植入设备不刺激大脑。

Song 表示，与不使用任何方式刺激志愿者大脑的情况相比，在使用有帮助的方式刺激大脑时，志愿者的短期记忆能力测试结果提高了大约 15％，工作记忆能力测试结果提高了大约 25％。而使用随机模式刺激大脑则会使测试结果变差。这是人们第一次发现这种植入设备可以增强人类的认知能力。

英国纽卡斯尔大学的 Sinead Mullally 说：“这是一个具有开创性的研究。虽然该研究属于一种早期的示范性工作，但其结果令人兴奋，可能具有相当重要的意义。”

Song 希望该设备可以帮助老年痴呆症或其他有记忆问题的患者，他认为“记忆假肢”能绕过大脑受损的区域。Song 说：“在这些疾病的患者中，大脑的海马体有很多细胞死亡，这种植入设备或许能恢复患者大脑的认知能力。”

与海马损伤的人一起工作的 Mullally 说，大脑的海马体特别容易受到损伤，无论是受伤还是感染。理论上，绕过海马体的植入装置可以提供急需性的治疗，但该技术仍存在着一定的风险。

英国苏塞克斯大学（University of Sussex）的 Chris Bird 同意 Song 的观点。但他认为假肢或无法完全取代海马体。他说：“海马体的结构相当庞大，Song 研究仅对海马体的一小部分进行了记录，这就像在是在一个大水池里用水桶舀水一样。”

目前，该小组正在研究如何使用类似手段增强大脑的能力。Song 说：“这种方法具有普遍性。如果你能改善一个大脑区域的输入/输出，你同样可以将它应用到大脑的其他区域。”可被应用到的候选是一些能将信息本地化到大脑特定部分的能力，如外界的感觉、视觉和我们运动时的脑机能，增强这些脑机能将能改善一个人的手眼协调能力。但像智力这样的脑机能就太复杂了，因为它们涉及许多大脑区域同时工作。

测试该设备是否可以为人植入虚假记忆同样是该小组现阶段的工作之一。