新的“假肢”破解大腦以喚起特定的記憶

神經(jīng)科學(xué)家用一種新的假肢系統(tǒng)“破解”了大腦的記憶通路，該系統(tǒng)可以幫助改善對(duì)特定記憶的記憶。

深部大腦技術(shù)無(wú)法提醒你是否已經(jīng)關(guān)閉了烤箱，但由維克森林大學(xué)（WFU）和南加州大學(xué)（USC）領(lǐng)導(dǎo)的研究表明，它有時(shí)可以幫助人們更容易地回憶起特定的圖像。

電氣和磁大腦刺激最近成為一種很有前途的新方法，可以提高整體認(rèn)知能力，但直到最近的這一突破，大腦“zap”來(lái)回憶離散細(xì)節(jié)的想法才是科幻小說(shuō)的工作。

“在這里，我們不僅強(qiáng)調(diào)了一種增強(qiáng)記憶力的神經(jīng)刺激創(chuàng)新技術(shù)，而且我們還證明了刺激記憶不僅限于一般方法，還可以應(yīng)用于對(duì)一個(gè)人至關(guān)重要的特定信息。解釋WFU醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家Brent Roeder。

這些實(shí)驗(yàn)是在14名患有癲癇癥的成年人中進(jìn)行的，他們正在安裝腦電極以定位癲癇發(fā)作的中心。

Roeder和他的同事們一直在研究類似的群體多年來(lái)，因?yàn)檫@些植入物也提供了一個(gè)研究腦電刺激的平臺(tái)。

2018年，團(tuán)隊(duì)測(cè)試神經(jīng)植入物通過(guò)要求他們“寫入”信息代碼來(lái)植入海馬體– 據(jù)說(shuō)記憶被“存儲(chǔ)”在大腦中的地方。

研究人員解釋說(shuō)，這些電子代碼旨在模擬與記憶信息相關(guān)的神經(jīng)活動(dòng)模式。

現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)變得更加具體。他們使用了一種計(jì)算機(jī)模型，該模型本質(zhì)上是觀察一個(gè)人的大腦活動(dòng)，以試圖找出哪些模式與特定圖像的記憶一致。

當(dāng)參與者參加視覺記憶測(cè)試時(shí)，該模型為每個(gè)人生成了刺激模式，這些模式與記憶動(dòng)物、建筑物、植物、工具和車輛的圖像有關(guān)。

當(dāng)這些相同的神經(jīng)“代碼”被人為地反饋到海馬體中時(shí)，該研究的參與者在大約22%的情況下更好地匹配先前從記憶中觀察到的圖像。

這是一個(gè)相對(duì)較低的準(zhǔn)確性，但是當(dāng)研究人員刺激大腦的兩個(gè)半球并且只關(guān)注記憶受損的參與者時(shí)，結(jié)果躍升至近38%。

“我們的目標(biāo)是創(chuàng)造一種干預(yù)措施，可以恢復(fù)由于以下原因而失去的記憶功能阿爾茨海默氏癥疾病、中風(fēng)或頭部受傷，”說(shuō)羅德。

“我們發(fā)現(xiàn)最明顯的變化發(fā)生在記憶受損的人身上。

研究小組表示，他們的研究結(jié)果清楚地表明，這種形式的深部腦刺激“有可能用于顯著改變記憶”。然而，這一未來(lái)仍面臨多重挑戰(zhàn)。

為個(gè)人記憶尋找“靜態(tài)代碼”是一個(gè)崇高的目標(biāo)，需要進(jìn)一步完善和測(cè)試手頭的模型。即使代碼在增強(qiáng)記憶力方面起作用，就像在當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)中一樣，也不清楚這些神經(jīng)模式實(shí)際上是在編碼圖像類別的哪個(gè)組成部分。

“一棟房子里有一棵樹的圖像可能旨在讓房子成為研究人員圖像的主要焦點(diǎn)，”本研究的作者解釋，“但樹的位置可能會(huì)干擾這一意圖。

隨著時(shí)間推移，焦點(diǎn)也可能因人而異。

研究人員計(jì)劃繼續(xù)修改他們的記憶模型，以弄清楚如何在海馬體中編碼和檢索更多基本信息。他們還想測(cè)試一個(gè)人的記憶模式是否可以用來(lái)刺激另一個(gè)人的記憶。

如果這被證明是可能的，那么這表明假體記憶系統(tǒng)正在將記憶代碼“寫入”大腦，而不是“強(qiáng)化”已經(jīng)存在的代碼。

“這些問(wèn)題中的每一個(gè)都將推動(dòng)研究向前發(fā)展，以開發(fā)一種記憶假肢，該假體在患者中很常見的記憶編碼的一般特征，但又足夠具體，以促進(jìn)特定記憶內(nèi)容的保留，”該團(tuán)隊(duì)總結(jié).

該研究發(fā)表在計(jì)算神經(jīng)科學(xué)前沿.

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