美国研究人员寄希望于植入大脑的电子设备有朝一日能够恢复失忆症患者的记忆。7 月 9 日,美国国防高级研究计划局 (DARPA) 总共向两个研究团队拨款 3750 万美元,用于研究记忆是如何形成和检索的,并开发设备来刺激大脑中的这些过程。以下是《自然》杂志对这些奖项未来研究的预览。
资金来自哪里?
DARPA 是今年通过“通过推进创新神经技术进行脑研究 (BRAIN) 计划”获得资助的三个美国机构之一,该计划由巴拉克·奥巴马总统于2013 年 4 月宣布。
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DARPA 表示,它计划使用其今年的资金份额(5000 万美元)来资助研究士兵和退伍军人常见的脑部疾病,例如创伤后应激障碍 (PTSD) 和创伤性脑损伤引起的记忆功能障碍。今年 5 月,该机构拨款 5600 万美元,以支持两个团队创建脑刺激设备,用于治疗 PTSD 和抑郁症等疾病,并绘制参与这些疾病的神经回路。最新一轮拨款的重点是使用此类设备来恢复记忆功能。
设备将如何开发?
两个团队最初都将与癫痫患者合作,这些患者已入院暂时将电极植入大脑,以帮助确定癫痫发作的起源。研究人员将“搭载”这些植入物,利用它们来监测其他大脑活动,例如大脑存储或检索记忆时发生的电模式。
每个团队的重点是什么?
由费城宾夕法尼亚大学的心理学家迈克尔·卡哈纳领导的一个小组将绘制与记忆形成相对应的电模式(由神经元放电产生)。研究人员计划招募 100 名癫痫患者,其中许多人往往有轻微的记忆问题,并在他们玩基于计算机的记忆游戏时记录他们大脑中的活动。
通过比较每位志愿者个人最好和最差分数之间模式的差异,研究人员将开发一种个性化的刺激模式算法,以保持大脑以最佳水平运行。然后,他们将使用该模式来激发植入每位患者大脑中的电极,并通过 iPhone 大小的外部设备控制监测和刺激,卡哈纳说。
由加州大学洛杉矶分校的神经外科医生伊扎克·弗里德领导的第二个团队计划更进一步,创建一个能够记录和分析大脑活动并实时刺激大脑的植入物。研究人员表示,他们的设备将是目前用于治疗帕金森病和抑郁症的秒表大小设备的十分之一。
本文经许可转载,并于2014 年 7 月 10 日首次发表。
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