人脑工程可备份记忆？

核心提示：不可否认，脑研究已成为当代科学研究的热点，那么在未来，是否能实现“模拟人脑”，让其为人工智能领域的更大进展铺平道路？

海马体一直被认为是陈述性记忆形成过程中最重要的脑结构。

海马体一直被认为是陈述性记忆形成过程中最重要的脑结构。

海马体一直被认为是陈述性记忆形成过程中最重要的脑结构。

在一年一度的美国“SXSW科技大会”上，南加州大学教授宣布在对猴子、老鼠的实验中，通过“人造海马体”完成了短时记忆向长期储存记忆“几乎完美”的转换，这项技术可以完成对人脑记忆的备份，并复制到其他人的大脑。不可否认，脑研究已成为当代科学研究的热点，那么在未来，是否能实现“模拟人脑”，让其为人工智能领域的更大进展铺平道路？

猴子实现了“记忆转移”

对大脑的科学研究，是对人类自身最大的挑战，一直处于自然科学的最前沿。不少业内人士都知道，美国“SXSW科技大会”一直被认为是前沿科技的展示平台，而在今年的大会上，有来自南加州的教授西奥多·伯杰以动物实验证明，大脑已经能够接受芯片作为替代物或者记忆模块。

我们熟知的海马体，是人类大脑中负责将短时记忆向长期储存转换的部分；此外它还具备“检索”功能，负责帮助大脑建立信息归档系统，并在需要的时候，快速将有用信息检索出来。伯杰教授正是利用海马体的“特殊性”，欲将实现人脑记忆备份并复制到其他人的大脑。

在实验中，研究团队首先对一只植入芯片的猴子进行训练，让它在30秒内选择正确的按钮，然后将芯片复制到另一只猴子脑内，第二只猴子同样做到了训练后才能完成的事。研究结果令人振奋，这种复制性在猴体的效果接近完美；此外，这个试验在八名癫痫患者身上也已经获得成功，人体正确率目前为80%。伯杰教授预计，未来有完善到极高精度的可能。

对记忆的随意编辑？

日新月异的生物科技发展，实现了很多前人无法想象的“梦想”，不禁令人感慨又哗然。如果未来的科技水平，真的可以“备份”或“复制”人脑记忆，那么人们更感兴趣的是，未来是否也可以实现记忆的任意“删除”或“添加”功能？黄洁虹博士告诉记者，在科学上从来就只有想不到而没有做不到的事情——比如上世纪60年代互联网刚出现的时候，也没办法想象它会对我们的生活产生如此大的影响。随着科技，尤其是脑扫描技术的进一步发展，未来很有可能实现记忆的任意“删除”或“添加”。

关于记忆研究的具体讨论，还是得从“记忆是什么”开始。现代神经科学认为，记忆是脑部的神经元之间突触联系的变化。通过学习，可以使脑里面神经元之间产生一些新的连接，就形成了记忆，之后如果再受到有相关性的弱刺激时，就可以激活所有相关的核团，在脑中再现原来的内容。“因此，从理论上说，只要用适当的方法，比如电击，比如运用一些增加或者抑制蛋白质合成的药物，对脑特定部位进行刺激，就可以实现记忆的任意‘删除’或‘添加’。”她说，“不过对于特定内容的记忆，它到底存在脑的哪个位置？到底由哪些神经元参与形成？跟这个记忆相关的神经元连接在哪里？由于技术条件的限制，我们对这些问题知道得还不多。关于记忆存储的位点现在比较多证据支持的结论是，记忆的储蓄可能会随着时间的变化而改变。”

现在，科学家试图通过更加巧妙的方法，避开这些还没有解答的问题，来实现对记忆的修饰。黄洁虹博士介绍说，比如通过唤起相关的记忆来确定参与该记忆神经元的大概位置和通路，然后给予电刺激，或者直接给予一些药物，都能达到一定修饰记忆的效果。“只是这个离实现对记忆的随意编辑，还有一定的距离。可以看到希望和突破，但还是有相当长的路要走。”

前路依然困难重重

人脑记忆的备份以及复制，一直以来都是科学家们致力的方向，同样也是人们最感兴趣的人脑研究课题之一。因此西奥多·伯杰教授的最新研究成果，是一项对大脑探索相当有用的科学挑战。中山大学生命科学学院生科系黄洁虹博士表示，如果这项技术能够在其它类似研究得到重复的话，将是人类脑科学领域的重大突破。海马体一直被认为是陈述性记忆形成过程中最重要的脑结构。海马体结构的损坏，往往导致顺行性的遗忘症，即不能形成新的记忆。另外也有证据显示，海马体在短时记忆的储存、空间记忆和方向定位也有重要作用。“用芯片模拟学习过程中海马体神经元的发电模式，通过芯片的植入影响其他动物大脑神经元的功能，这无疑是一个很有意义的尝试。”她补充道，“但是由此认为大脑已经能够接受芯片作为替代物或者记忆模块，还是有点言之过早。毕竟上述实验的内容，只是涉及海马体功能的一小部分，而且实验的记忆内容也比较简单。对一些更为复杂的记忆，涉及更多的神经通路的情况，现阶段的芯片技术是否能很有效的模拟这些过程，植入后取得同样的成功几率，值得商榷。”

当代科学研究的“大热”

对大脑的科学研究，是人类自身最大的挑战，一直处于自然科学的最前沿。通过实现“模拟人脑”，比对生物学数据并与全世界科学界共同分享资源，这便是“人脑工程”的重中之重。它能使神经学家将基因、分子和细胞与人类认知和行为连接起来；探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图、针对目前无法治愈的大脑疾病开发新疗法。黄洁虹表示，其实现在在这个方面已经走出了一小步，比如最近很热的AlphaGo程序，不仅能储存大量的棋谱，还能自己学习、创造新的下法，有深度学习的能力。在近日的《nature》杂志上，也报道了科学家通过在脑内植入芯片，让机器学习患者的意图后转为电刺激反应，最后让瘫痪的手臂动起来，完成简单的动作。此外通过其它各个报道，也能了解到，目前一些超级计算机已实现对小部分人脑的运算能力模拟，通过计算机再现神经元之间的连接和活动。

“因此虽然模拟人脑还处于刚起步的阶段，离真正的现实有较大的距离，但是这方面也在不断进展和突破。最关键的问题是，人脑的计算是否和现在的普通计算机一样，采用0和1 的二进制方式，答案显然是否定的。”她说，“要实现整个人脑的模拟，还需要更多硬件上的进步，例如最近出现的量子计算机，为这方面提出了新的可能。此外，现阶段对大脑的认识其实还很少，这也阻碍了人脑工程的进一步向前发展。随着我们对大脑的认识更多，也许会更容易一些。”黄洁虹博士表示：“除了要实现对脑的模拟，还希望通过计算机技术整合所有神经科学相关的数据，帮助人类更好地了解大脑。尤其是在医学上的应用，比如让人们忘记伤痛消除恐惧，还有发现更加有效的医学诊断的方法，帮助医生更快更准确地对疾病发生判断等。