南加州大学研发大脑植入物可提升30%记忆力

南加州大学华裔科学家研发记忆辅助假体辅助假体由植入脑部的电极和配套算法构成 试验表明可提高30%的图像记忆力11月15日，南加州大学官网消息称该校科研人员已发明一种脑植入物，可至多提高人们30%的图像记忆力。主导此项研究的是华人生物工程副教授Dong Song，他是中科大生物物理学94届毕业生，1999年前往南加州大学修习生物工程，师从生物医学工程师和神经系统专家Theodore W. Berger，2004年获得博士学位后便留校任教至今，其主要研究的领域包括神经系统的非线性系统分析、皮层神经假体、学习和记忆形成的电生理机制以及将统计和机械建模方法结合起来的新型建模技术。2009年，Dong的研究“学习行为和记忆形成过程中海马系统功能的非线性动力学建模”获得藏伯格个人奖，这让他具有了一定的科研资历，得以参与到由他导师牵头，受美国国防高等研究计划署资助的项目“REMIND”，研究如何恢复失去的记忆。美国国防高等研究计划署分两个阶段总计为此投入1184万美元。2014年，作为REMIND项目的分支，国防高等研究计划署又单独资助他们177万美元，在维克森林医学院生理学和药理学教授Sam Deadwyler和Robert Hampson所做有关记忆编码研究的基础上，开发一种可帮助失忆患者恢复记忆的大脑假体，它在硬件部分就是一组植入大脑的小型电极，而软件部分则是由Dong Song所编写的算法。2015年8月，南加州大学将大脑假体在动物上的试验结果在第37届IEEE生物医学工程学会国际年会上做了报告，其帮助恢复记忆的原理是：当人类大脑接收到感官输入时，会以复杂的电信号形式创建一个记忆，该信号传播时会通过大脑记忆中心海马区的多个部分。在不同的部分，电信号会被重新编码，直到停留在最后一个部分为止，在那里它将被转换为一种完全不同的电信号被发送出去，进行长期存储。如果在期间任何一个环节阻断记忆电信号转码，则就有可能形成长期的记忆，这也就是为什么有海马区损伤，如老年痴呆症患者可以记起很早以前发生的事情——这些事情在脑损伤发生之前就已经被转化为长期记忆，却无法再形成新的长期记忆。Dong以及导师Theodore基于Sam和Robert的试验数据，找到了一种方法来模拟大脑将短期记忆转化为长期记忆的过程，绕过受损的海马区部分，直接为下一记忆区块提供正确的电信号。更形象地说，这就相当于把西语翻译成法语，却不理解其中任何一门语言。科研人员将大脑假体用于治疗慢性癫痫病患，其结果表明，90%的电信号都能被正确转码。此后试验继续进行，接下来就是在文章开头提到的，将同样的装置用于模仿正常大脑的活动模式，刺激辅助记忆的特定海马区部分。新的试验是让20位志愿者参加图片记忆游戏，看图75秒后回忆所见，在大脑假体不工作和工作的情况下进行两次测试，后者能提升其记忆力约30%。当然，这只是初步的结果，根据研究团队所述，他们下一步将优化算法来强化记忆提升功效。

Viterbi School of Engineering

南加州大学维特比工程学院

南加州大学维特比工程学院于1885年在美国成立，是一所工程技术研究机构，创始母机构为南加州大学。现任院长为Yannis C. Yortsos。