“在那之前,我要先問你們一個問題。”
機器人醫生看着他們說道。
“可以。”
李思特說道。
“我也沒問題。”
吳剛說道。
“什麼是記憶?”
機器人醫生問道。
“記憶是由特定數量的神經元在一定時間內產生的一系列電子脈衝,深埋在大腦褶皺和溝回中的海馬體是將短時記憶轉化爲長時記憶的關鍵部位。”
吳剛說道。
“爲什麼問這個?”
李思特問道。
“這轉變過來就是說,記憶形成的過程可以化簡爲數學方程,並形成計算框架。”
機器人醫生說道。
“我不是學醫的,具體海馬體有什麼作用?”
李思特問道。
“海馬體,也叫海馬迴、海馬區、大腦海馬。
海馬體位於大腦丘腦和內側顳葉之間,屬於邊緣系統的一部分,主要負責長時記憶的存儲轉換和定向等功能。
海馬結構由海馬機器臨近顳葉區的齒狀回和下託組成。
此外,海馬區包括海馬旁回內部的內嗅區。”
機器人醫生說道。
“從解剖學上看,是什麼樣的?”
李思特問道。
“從解剖學的角度來看,海馬常被看做側腦室顳角的一個內側凸起。它由CA1、CA2、CA3和CA4三個區域組成。
信息進入海馬時由齒狀迴流入CA3再經過CA1到腦下託,並在每個區域輸入附加信息在最後的兩個區域輸出。
人們普遍認爲不同區域的在海馬的信息處理過程中都扮演着一個具有獨特功能的角色,但迄今爲止對每一區域具體功能仍有待進一步的研究。
即使是現在的二十六世紀。”
機器人醫生說道。
“那海馬體和記憶有什麼關係?”
李思特問道。
“這就要從歷史開始說起了,吳剛你應該知道,遺忘症的主要表現爲記憶能力的喪失。
在二十世紀的時候,就有過一個長期有癲癇症狀病人,醫生決定爲他進行手術,切除了顳葉皮層下一部份的邊緣系統組織,其中包括了兩側的海馬區,手術後癲癇的症狀被有效控制。
他同時也產生了遺忘,即失去了形成新的陳述性長時記憶的能力。
患者的短時記憶能力和內隱記憶能力保持較好,而長時記憶的存儲和情景記憶的能力均受到了較大的損傷。
然而,對患者和其他海馬損傷病人的研究結果只證明了海馬同記憶有影像,爲了進一步驗證海馬在記憶生成中確切的作用,研究人員通過動物實驗進一步證明了其作用。”
機器人一口氣說道。
“然後呢?”
李思特問道。
“在2003年的時候,山姆大叔兩間頂尖大學的科學家,共同發現了大腦海馬區的運轉機制——
大腦海馬區是幫助人類處理長期學習與記憶聲光、味覺等事件的主要區域。
藉着研究海馬區神經元的活動情形,研究人員發現大腦敘述性記憶形成的方法。
而這個發現對於證明海馬區記憶學習的可塑性,也提供了最有利的證據。”
機器人醫生說道。
“然後呢?”
李思特問道。
“海馬還和環境背景記憶有關。
海馬在時間發生的環境背景,及細節內容的記憶中,也起着非常重要的作用,對新近發生的時間,包括很多細節一般都有海馬來完成。
隨着時間的推移,記憶細節會隨之減少,海馬的作用也越來越小。
在大鼠的研究中,讓大鼠進行一項行爲反應的學習,並隨後對其進行測試,如果測試環境同原來環境相似,其記憶效果會較好。
而海馬損傷的大鼠則沒有表現出此種環境特異性差異。”
機器人醫生說道。
“還有嗎?”
李思特問道。
“研究專家他們破譯海馬體中支持記憶編碼的訊息流,想要弄清楚從CA3傳輸到 CA1的強烈電子信號是怎樣運行的。
他們發現,記憶受損的人大腦非常特別,這一信號會受阻。
如果使用大腦晶片
重新創造信號,就能增強記憶。”
機器人醫生說道。
“然後他們開始研究?”
吳剛問道。
“你們應該知道,海馬體是將短時記憶轉化爲長時記憶的關鍵部位。
每年都有數以百萬計的人經歷失憶的痛苦。
有人是因爲外力影響,還有人是因爲年齡增長,大腦退化。
如果大腦晶片研製成功,人們就可以擺脫這一困擾。
爲了實現這一願望,他們開始破解大腦的記憶編碼。
你們也知道,大腦中有成百上千個神經元,任何一點差錯都會造成錯誤的結果。
雖然工作量很大,但在電腦的幫助下,他們還是初步完成了目標,他用數學定理爲晶片編程,讓該晶片作爲替代物,溝通海馬體重的輸入端和輸出端。”
機器人醫生說道。
“這就研究出來了?”
吳剛問道。
“是的,他們把晶片研製出來後,開始就進行動物實驗。
他們訓練小老鼠完成簡單的任務,給小老鼠注入能暫時阻斷其形成與存儲長時記憶能力的藥物,使小老鼠遺忘學會的技能。
之後他們將微電極植入其海馬體內,用記憶編碼向 CA1區放出脈衝,結果小鼠又獲得了之前遺忘的技能。
晶片能夠溝通海馬體重的輸入端和輸出端。
之後他們又在猴子身上做了實驗。
他們讓猴子看了一系列半重複圖像,捕捉猴子認出之前看過的圖像時的前額葉皮層的活動,然後使用古柯礆阻斷猴子的記憶。
植入電極後,猴子的記憶裡明顯提升。
二十一世紀初開始,該團隊發起了人體實驗。”
機器人醫生說道。
“結果如何?”
李思特問道。
“12名大腦中已有用來追蹤癲癇發病根源植入電極的癲癇患者成爲了志願者。
癲癇病反覆發作的過程中,海馬體會逐漸受到損害,形成長時記憶的關鍵部位也會受損,他們的記憶力開始下降。
與之前的動物實驗相同,科學家們記錄了志願者的大腦放電模式,開發出了獨特的算法。
雖然這種算法並不完善,但準確率已經達到了80%。
他們用這種方法治癒了一位女性癲癇患者。”
機器人醫生說道。
“然後呢?”
李思特問道。
“……”