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大脑植入“记忆芯片”有望治愈阿尔茨海默病

在过去的十年间,美国南加州大学的神经工程学专家特德·伯杰(Ted Berger)一直致力于研究一种可以再造“思想”的大脑植入芯片。这种芯片能够治愈从阿尔茨海默病到心不在焉等各种脑部异常,并减轻因衰老导致的记忆丧失。未来,失忆问题或许能像计算机故障一样轻松解决。

核心原理:芯片模拟海马体功能

海马体是大脑中负责记忆形成的关键区域。阿尔茨海默病等神经退行性疾病常导致海马体神经元受损,从而引发记忆障碍。伯杰团队开发的记忆植入芯片,本质上是一种电子神经假体,它能够模拟海马体神经元的电活动模式,接收并处理来自大脑的神经信号,再输出相应的电脉冲,从而替代受损神经元的功能。这种芯片的工作原理类似于人工耳蜗,后者通过电刺激听神经帮助聋人恢复听力。

实验进展:从脑片到活体动物

在实验室中,研究者维杰·斯瑞尼瓦桑(Vijay Srinivasan)使用一根细针将电流脉冲传递到老鼠大脑切片上,并通过硅芯片记录神经元的反应。结果显示,芯片发出的电信号能够被大脑细胞识别并产生相应的电活动,实现了“芯片与大脑的对话”。目前,该芯片已能模拟约1.2万个神经细胞的活动,而人脑共有1000亿个神经细胞。尽管如此,这一成就已被视为神经工程学的重大突破。达特茅斯学院的理查德·葛兰杰(Richard Granger)教授评价道:“这是一种可以改变世界的科学,在我们有生之年有望实现记忆复制。”

未来展望:15年内临床试验

伯杰团队计划在未来4年内将芯片植入猴子大脑进行测试,并预测15年内可开展人类临床试验。与现有的“大脑之门”(BrainGate)技术不同,伯杰的芯片是双向的——既能接收也能发送信号,从而更接近真实神经元的交流方式。然而,技术挑战依然存在:芯片工作时产生的热量必须严格控制,以免损伤周围健康脑组织;同时,芯片的微型化和功耗优化也是关键。

社会意义:改变数百万患者的生活

根据美国阿尔茨海默病协会的数据,美国约有450万患者,每年相关开销超过1000亿美元。全球范围内,若不找到有效疗法,25年后患者人数预计将达2200万。此外,脑外伤、癫痫、帕金森病等也会导致海马体功能障碍。伯杰的研究不仅有望治疗阿尔茨海默病,还可能改善中风、癫痫等患者的认知功能。他的母亲曾因中风导致海马体受损,出现失语等症状,这促使他加速研究。伯杰表示:“我的研究不再只是解决实验室难题,而是思考如何改善患者的生活质量。”

(责任编辑:泉水)