通过人工记忆芯片,大鼠能记住和遗忘触摸按钮

发布时间:2011-06-30 阅读量:770 来源: 我爱方案网 作者:

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Theodore Berger博士
Theodore Berger博士
 
在大鼠身上进行的一种新的脑植入试验可以恢复对某个开关失去的记忆,这预示了一种潜在的治疗阿尔兹海默症、脑卒中或失忆症患者方法。这种神经假体(neural prosthesis)或许某一天能够用于促进记忆形成的过程并帮助患者记忆。

该设备能够模拟脑自身的神经喜好,因此可以与周边脑组织相互联系,形成记忆。如果有足够的神经活动可以追踪,该设备就能在记忆失去之后使之恢复。如果它被用于功能正常的海马(hippocampus)中,则是能增强记忆。

在这项研究中,威克森林大学和南加州大学(UBC)的科学家们训练了大鼠去学习一个任务,按下一个又一个的杠杆以获取水。在一系列的试验中,大鼠每按一个杠杆则被分心一次。它们不得不记住它们已经按过那些杠杆,下一步需要按哪个,左边或右边的杠杆,以获取它们的奖赏。

该团队将电极固定到大鼠的脑中,连接到海马中的两个被称作CA1和CA3的区域。先前的研究已经表明海马能够将短时程记忆转变为长时程记忆。该团队记录了大鼠进行任务时这些区域的信号,然后使用药物阻断海马区域之间的通讯。领导该研究的USC生物医学工程教授西奥多·博格(Theodore Berger)说,这些大鼠忘记了下一步该按哪个杠杆。该结果业已发表在《神经工程杂志》(Journal of Neural Engineering)上。

博格说:“这些大鼠仍然表现出它们知道当你首先按下左边的杠杆,接下来就应该按右边的,反之亦然。它们也知道通常按下这些杠杆就能够获得水,但是刚才是否按下左边还是右边的杠杆,它们只能记住5到10秒钟。”

接下来,该团队制造了一个人工海马,能够用于复制CA1和CA3区域之间的正常神经信号。当他们打开了它,并重新播放先前在CA1上记录到的信号,即从脑中记录的信息,这些大鼠记住了。

博格说:”打开开关,这些大鼠记住了。关闭开关,它们就忘记了。“

尽管应用到人身上还需要很有一段时间,但是该研究表明了只要有足够的关于记忆的神经编码信息,这些信号的模式就能够被记录和复制,并能通过神经植入所恢复。这对于那些记忆极其有限的患者来说,这或许是很困难的事情。正如《纽约时报》指出的那样,信号的记录和放大需要记忆的痕迹。但是对于一些失忆症患者来说,增强记忆形成过程则是有用的,比如记住他们把钥匙放在哪了,或是浴室在哪。诸如此类简单记忆能够使得人们保持较长时间的独立。

据USC方面表示,这些研究人员们下一步希望将该设备在猴子身上进行试验。

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