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美军开发记忆重建技术 精选

已有 6411 次阅读 2014-7-10 17:23 |系统分类:海外观察

美国国防高级研究项目局(DARPA)生物技术研究官Geoffrey Ling去年给神经科学家提出了一个具有挑战性的非同寻常的研究课题,开发一种脑内植入装置,这种装置能恢复因脑创伤导致的记忆丧失。课题将投入4000万美元短期高风险经费。Ling说,这是个金娃娃,只有足够勇敢的人才能抱到。


最近DARPA宣布2个研究小组将在今后4年内接受这一挑战,这也是奥巴马总统发起的1.1亿美元美国大脑研究计划首期的一部分。一个小组来自加州大学洛杉矶分校,将获得1500万美元,开发记忆恢复假体(记忆棒?),目标是代替嗅脑和海马脑区的记忆功能。另一个小组来自宾夕法尼亚州大学,将获得2250万美元,主要开发一种能探测和调节各种负责记忆形成和储存功能脑区的装置。

一些科学家对这一梦想表示怀疑,要解决这样复杂的问题简直不可能。

两个小组的负责人,加州大学的神经外科专家Itzhak Fried和宾大的神经科学家Michael Kahana,将计划在癫痫病患者脑内进行尝试,癫痫患者由于采用开颅治疗,经常用于大脑电刺激研究,首先用这些患者研究神经元活动。Fried将将用癫痫患者进行早起研究,过去研究发现电刺激嗅脑皮层能提高患者电脑游戏成绩,这种游戏需要玩家快速学习和迅速记忆,以决定在虚拟城市内将出租车顾客送达地区。然后,他将利用这些研究数据建立计算机模型,分析嗅脑和海马如何协同工作,如何将日常经验转化为持续的记忆。

Kahana的目标也是开发出记忆形成的计算机模型,但采用不同的研究策略。首先用癫痫患者大脑寻找记忆获取和储存的电子标记,然后开发出能检测记忆出错的程序,利用这个工具协助大脑修复记忆功能。

加州美国能源部劳伦斯利弗莫尔国家实验室和设备制造商美敦力公司也参与这项研究,目的是制造出比目前装置小10倍的神经刺激装置。关于相关技术的专利权问题,目前仍然在协商过程。

乔治城大学神经科学家James Giordano是这一项目神经伦理学咨询专家。他说,如果这一研究取得成功,科学家将开展第一个脑外伤深部大脑电刺激临床试验,由于这些科学家已经开展了大量动物和人体研究,这一目标是非常可行的,也是可明确实现的。但MIT神经科学家Roger Redondo说,DARPA这一计划的成功将主要决定于那类记忆丧失。记忆丧失可以是因为记忆的存储或者获取障碍,也可以是两种因素同时发生。但如果单纯是记忆储存功能遭到破坏,任何高级的植入装置都不能恢复记忆。如果是记忆获取出现问题,刺激装置或者有可能有效。但即使这样,达到目的也是非常困难的。因为区分不同细胞包含具体的记忆内容仍无法实现,这给电刺激促进记忆获取的精确性带来限制。大脑的复杂程度不只是通过改变电流强度和电压这样的调整能比拟的。

新泽西凯斯勒基金会神经心理学家James Sumowski说,根据严重癫痫的研究数据推广到脑损伤的治疗并不可靠,虽然脑损伤确实可以引起癫痫,但大部分脑损伤的患者并没有癫痫患者典型的异常脑电活动。这两类疾病毕竟有很大区别。

Redondo说,这个项目比较好的一点是,挑战符合DARPA项目标榜的“高风险高收益”口号。如果伊拉克和阿富汗27万退伍军人被诊断为脑外伤,那么没有什么比依靠科学技术来解决问题更好的了,而且脑外伤确实没有任何现成的手段。

http://news.sciencemag.org/brain-behavior/2014/07/darpa-awards-40-million-restore-memories



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