世界第一个修补大脑的芯片 （三思科学）

特深沉

世界第一个修补大脑的芯片

硅片完成脑组织功能的时代临近了。不过伦理学可能不愿让它顺利到来

March 15, 2003 　　 OurSci News Staff 　　◇碧声


〖伦敦〗美国科学家研制出了世界上第一个用于修补动物大脑的人工器件——一块能发挥大脑内海马部位功能的硅芯片。如果确认有效，因脑部病变或受伤而无法产生新记忆的病人将能重新完整地感受生活。当然，一如既往地，这种新芯片立刻招致了伦理怀疑。

　　据３月１５日的英国《新科学家》杂志报道，这一芯片是美国南加利福尼亚大学的西奥多·伯格等人花了近１０年的时间研制出来的。

　　科学家打算先在实验鼠脑组织切片上试验其功能，然后用活的动物进行试验，确认安全有效之后，再在因中风、阿尔茨海默氏症或癫痫而脑部受损的病人身上试验。

　　海马是动物脑部中结构最有规则的部位，也是研究得最深入的一个部位。它的功能似乎是对生活经历进行“编码”，使之能够作为长期记忆存储于脑的其它部位。海马受损的病人，会失去形成新记忆的能力。如果这种芯片像预期的那样有效，它应该能使病人恢复产生新的记忆。

　　为了制造这一芯片，科学家克服了三重困难。首先是建立海马在各种不同条件下工作的数学模型；其次是将这一模型编程到芯片中；再次是使芯片能够与大脑其它部位协调工作，即解决芯片与脑组织的“接口”问题。

　　人们并不知道海马对信息进行编码的机制，因此科学家简单地照搬它的行为。他们对实验鼠海马部位的切片进行不同的电信号刺激，多达数百万次，以确定什么样的电信号使海马产生什么样的反应。然后把不同切片的行为组合起来，建立整个海马工作模式的数学模型。

　　根据设计，在用于病人时，这种芯片将附着在头盖骨上，而不是植入脑的内部。芯片通过两组电极与脑进行通信，两组电极分别置放于海马损坏区域的两边，一组接收从脑的其余部位传送到海马的“输入”信号，另一组则根据芯片内部指令将相应的“输出”信号发送给大脑。这样，信号就绕过海马，由芯片来代行海马的职责。

　　科学家将于下星期在意大利举行的一次神经工程学会议上公布这一成果。他们将首先将该芯片用于泡在脑脊髓液中的实验鼠脑切片上，如果顺利，计划于６个月内用活的实验鼠进行试验。然后将在猴子身上试验。

　　由于不同哺乳动物脑部海马的结构很相似，因此在从鼠到人过程中，芯片设计不需要作重大改进。不过，必须在前期实验中确认它是安全的，才能开展人体试验。

　　即使安全方面不存在问题，伦理方面的怀疑也将成为临床应用的障碍。一些人出于这样那样的原因，认为人体不应当接受外来物，应当保持天然。输血在某些宗教流派中至今仍是不被允许的。心脏移植手术曾因为把与生俱来的心摘走了而招致恨恶。由硅片来完成脑组织的功能，自然更会引起个人身份认定方面的纠纷。

　　更糟糕的是，需要海马芯片移植的病人是不能建立新记忆的病人，医生要如何才能使他们了解这种新事物、说服他们自愿接受手术呢？


　　References:

　　1. World's first brain prosthesis revealed ,NewScientist |Story|

特深沉

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特深沉

读书也不一定懂，
懂了也不一定记住，
记住了也还会忘，
哪么，还读书干吗？

——等着往脑子里装个“ 海马 INSIDE”就行啦！

这一天已经在望了！