科学家开发电子技术修复美国老兵记忆

作者: 段歆涔

来源: 中国科学报

发布日期: 2014-07-30 17:55:06

DARPA资助两个学术小组开发可植入设备以修复老兵因外伤性脑损伤而受损的记忆,尽管研究规模大且资金充足,但项目前景受到质疑。研究者希望通过电刺激方法“点亮”大脑记忆相关区域,尽管面临技术挑战,但若成功将有望开展临床实验。

去年秋天,美国国防部先进研究项目局(DARPA)掌管生物科技研究的高级官员Geoffrey Ling为神经科学家带来了具有挑战性的项目:开发一款可植入设备以修复老兵因外伤性脑损伤而受损的记忆。项目资金共有4000万美元,Ling说:“我们有充足的资金,有哪位勇士愿意接受挑战?

”近日,DARPA宣布有两个学术小组愿意为此展开研究,一个小组来自加州大学洛杉矶分校(UCLA),另一个小组来自宾夕法尼亚大学(Penn)。两个小组都想通过电刺激的方法“点亮”与大脑记忆密切相关的区域。

尽管研究的规模不小——UCLA得到了1500万美元的资金用于开展为期4年的研究,而Penn则获得了2250万美元的资金同样开展为期4年的研究,但一些人对项目的前景持怀疑态度。凯斯勒基金会神经心理学家James Sumowski说:“科学地讲,DARPA选择进行研究的时机有点早。”

两个研究小组都以癫痫患者的神经活动为研究起点,这些患者都接受过大脑修复手术。神经科学家Michael Kahana是Penn小组的领导者,他说,对于其中一些患者,研究者必须为他们的大脑覆盖上数百个电极,并等待数周直到患者再次发病,之后才能决定从哪个大脑区域下手进行治疗。

UCLA团队由神经外科医生Itzhak Fried领导,他们将用不同的方法开发记忆生成模型。Fried早期的工作是治疗癫痫症患者,他发现对患者大脑内嗅皮层给予电刺激能够提高其玩电脑游戏的水平。在游戏中他们扮演出租车司机,需要迅速学习并记忆在虚拟城市中把车停在哪些位置让乘客下车。

如果这些尝试获得成功,研究者最终将有望开展第一期临床实验,为外伤性脑损伤患者植入大脑深层电刺激设备。但Sumowski指出,研究者可以将癫痫症作为一个范本来推进研究,但如果过度依赖这一模式将会为研究带来问题。

麻省理工学院神经科学家Roger Redondo认为,项目能否成功还极大依赖于患者的大脑受到了什么样的损伤。如果记忆还在,只是很难接通或检索,那么电刺激是有效的办法。但如果记忆的连接从未建立或者已经彻底损坏,那么植入装置起不了任何作用。

DARPA所属的修复主动记忆项目(RAM)负责人Justin Sanchez说,RAM面临的挑战非常大。RAM是由美国政府斥资1.1亿美元设立的使用先进革新型神经技术的人脑研究(BRAIN)计划的一部分。美国现在有27万从伊拉克和阿富汗战场归来的士兵被诊断为患有外伤性脑损伤,迫切需要一场科学进步和技术革新帮助他们渡过难关。

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