照片般的记忆:可穿戴相机或可帮助患者延缓记忆力减退的影响

“纳米技术”可以通过接管部分大脑工作,补偿阿尔茨海默病、失忆症和其他记忆障碍患者的记忆衰退


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近年来,人们对能够减缓或阻止阿尔茨海默病不可避免的衰退的新药的希望屡次破灭。大型制药公司一直在推进阻止损害和杀死脑细胞的有毒蛋白质积聚的药物,但不断传来坏消息。仅举一个例子:礼来公司去年不得不暂停一项旨在阻止有毒淀粉样β蛋白产生的药物的试验,因为患者的认知能力实际上因该药物而恶化。

据  阿尔茨海默病协会 估计,仅在美国,该疾病造成的年度财务负担就超过 1800 亿美元,因为该疾病会导致大脑逐渐恶化(见下图)。

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一种非常规的方法是部署“纳米技术”,利用非常成功的消费电子产业的创造力来帮助患者,尤其是美国 1500 万配偶和其他无偿护理人员,当疾病侵袭他们所爱的人时,他们的生活会陷入混乱。最近几周,GTX Corp. 推出 GPS 追踪鞋,使护理人员能够设置“地理围栏”,以防止患者徘徊、迷路,有时甚至因暴露或冒险进入道路而被撞身亡。

另一种无需药物的想法实际上是利用日益复杂的处理、内存和存储技术,将通常由大脑海马体和内嗅皮层完成的一些任务卸载到计算设备上。一种名为 SenseCam 的设备几年前因其“生活记录”功能而引起轰动。微软研究院的戈登·贝尔(Gordon Bell)是 20 世纪 70 年代负责 VAX 小型计算机开发的工程师,他与人合著了 《大众科学》2007 年 3 月刊 上的一篇文章,记录了他的实验,该实验用挂在他脖子上的摄像头记录了他醒着的每一刻,当贝尔在一天中走动时,摄像头会自动拍照。

随着可穿戴设备的兴起,消费者甚至已经接受了一种生活记录方式,这些设备可以跟踪步数、情绪、心率或睡眠质量。“量化自我”聚会现在在俄勒冈州波特兰、布鲁塞尔和南非开普敦等地举行。

但是,这项技术潜在的革命性影响超越了狂热的电子产品爱好者,只有当电子记忆开始补偿衰退的神经记忆时才能实现。当前一期的期刊 Memory 完全致力于 SenseCam,其中包含一系列文章,这些文章汇集了数十个现在正在使用该技术进行试点测试的小组的研究成果,使用该设备治疗不仅由痴呆症,而且还由失忆症、创伤性脑损伤和失语症引起的记忆障碍。

如果 SenseCam 不是最初在微软研究院开发的,它可能被称为“EyePod”。这个小的长方形盒子,系在脖子上,使其位于胸部中央,装有一个鱼眼镜头,以尽可能多地捕捉场景。每 30 秒,另一张图像就会存储到 1 GB 的固态内存中。如果您移动到下一个房间——从暗到亮——传感器会告诉 SenseCam 再次拍照。如果附近有温暖的身体经过,红外传感器会发出信号,表示又到了拍照的时候了。所有这些都产生了佩戴者生活细节的缩略图时间顺序。SenseCam 的灵感来自飞机黑匣子记录器——但在这里,记录器适用于一个人一天展开的轨迹(社交媒体上的利奥波德和莫莉·布鲁姆),而不是美国航空 55 号航班从英国曼彻斯特飞往芝加哥的驾驶舱记录。之后,您可以将此电子缩略图记录输入 PC,以单独或按时间顺序显示图像。之后,患者可以通过有条不紊地研究发生的事情来“重新掌握”这一天。一家英国公司 Vicon 现在已将这项技术商业化,名称为 Revue

几乎在 2003 年 微软剑桥研究院 创建该设备后,医学研究界就希望将其用于记忆障碍患者。随着研究人员越来越习惯使用 SenseCam,他们开始将从其 USB 端口输出的图像流视为一种体操,用于增强被称为自传体记忆的心理过程,即在时间和空间背景下回忆过去的事件。参与这种类型的精神时间旅行的能力正是阿尔茨海默病 (AD) 所抹杀的。其他神经系统疾病也有类似但通常不太明显的影响。此外,我们回忆事物的特异性也会因抑郁症、精神分裂症和其他精神疾病的阴霾而降低。

到目前为止,试点研究尚未超越轶事证据的水平,但这些个别案例引人注目。史蒂夫·霍奇斯(Steve Hodges)是微软研究院的设备创建者之一,他记得一位阿尔茨海默病患者描述了他与伴侣在西班牙一日游的一部分;他当时佩戴着 SenseCam,该设备产生了图像,他后来能够“研究”这些图像。然而,下一刻,这位患者想知道他是如何到达这对夫妇的目的地的。他的妻子随后插话说,他在火车旅行期间摘下了该设备,因为他不好意思被人看到脖子上戴着一个看起来很滑稽的小玩意。在另一个案例中,一位失忆症患者在伦敦旅行时使用了 SenseCam,但在她旅行的一部分时间里电池没电了。她记得大部分旅程,在旅行结束后回顾了这些旅程,但不记得摄像头没电的两个小时。还有一个例子涉及一位有记忆困难的女性,尽管不一定是阿尔茨海默病,但她在使用 SenseCam 时对事件的回忆比在她丈夫记录事件日记并在第二天询问她时更好。

英国利兹大学的心理学家马丁·康威(Martin Conway)是《Memory》杂志的编辑,曾与 SenseCam 合作,他说,该技术产生的图像会引发他所说的“普鲁斯特时刻”。SenseCam 中的每一帧,类似于马塞尔·普鲁斯特在《追忆似水年华》中玛德琳蛋糕刺激回忆的情节,都是一个潜在的线索,然后插入到相互关联的回忆网络中,这些回忆共同定义了一个人的身份。

可以理解的是,也存在怀疑。“我赞成尝试所有合理的方法来治疗阿尔茨海默病等记忆障碍,”加州大学圣地亚哥分校的内科医生和研究员保罗·艾森(Paul Aisen)曾协助设计阿尔茨海默病药物试验,他说。“但我有点怀疑这种相机技术对很多人都有用。我们发现,老年人,尤其是那些有记忆障碍的人,通常对技术持反感态度。”

即使它确实有效,而且现在判断它是否有效还为时过早,但 SenseCam 也无法治愈阿尔茨海默病。不过,稍微延缓一下病情发展可能就足够了。该疾病的病程从几年到十年或更长时间不等,鉴于药物开发的苛刻性质,研究人员对任何有效的方法都越来越感兴趣,无论它是否以药丸形式出现。如果这种类型的技术可以将认知衰退推迟几年,它可能会产生重大的公共卫生效益,因为许多患病的老年患者会死于其他原因。从本质上讲,一张照片可能比一千毫克更有价值。

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大众科学, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大众科学's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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