close

):腦芯片:擴展大腦內存

1748年,法國哲學傢拉·梅特利匿名出版瞭一本書,名叫《人是機器》。在這本書裡他提出瞭自己的觀點:“人的身體是一架鐘表……不過這是一架巨大的、極其精細、極其巧妙的鐘表。”他甚至認為,人的意識和記憶也可以用機械的方式來解釋,人類思考的本質是“無數的語詞和形象在腦中形成的無數痕跡”。持這種機械主義觀點的人並不罕見,而嘗試將人腦的各種功能與機械對應起來的嘗試更是屢見不鮮。

把人當做機器

計算機和人都可以視為一個物理符號系統,都具有六種功能:輸入符號、輸出符號、存儲符號、復制符號、通過找出各符號間的關系建立符號結構、以及根據已有符號繼續完成活動過程。

換言之,人和計算機是可以相互模擬的。在給出瞭足夠精確的描述之後,人的任何行為都可以用計算機計算到任意精確的程度。或者說,人類大腦的活動機制在本質上是可以理解的,雖然我們直到目前還沒辦法完全理解它;人的任何腦功能都可以被計算機芯片實現,雖然似乎那一天還遙遙無期。

但是我們總可以從一些比較簡單的部分開始,例如對信息或經驗的記憶。這種記憶和計算機的存儲很相似,也可以分成三個階段:編碼、存儲和檢索。雖然我們不是很確定那些持續一生的長期記憶是如何存儲並檢索的,但是我們已經可以回答關於記憶的一部分問題。

在人腦中,有一個形狀頗似海馬的小部分,被叫做海馬體、海馬區或海馬回,主管我們的近期記憶。它能夠將短時間內的記憶鮮明地保存起來,方便快速存取,也能夠將這些短期記憶轉化為長期記憶。日常生活中的短期記憶都儲存在海馬體中,如果被反復刺激的話,就會將其轉存入大腦皮層,轉成永久記憶。

我們可以將海馬區理解為內存,而將大腦中的長期記憶理解成硬盤。就像內存在斷電後會迅速失去內容一樣,海馬區中存儲的來自各種感官和大腦內部的信息也會很快地消失,為接踵而來的信息留下存儲空間;而如果有意強化——比方說不斷地重復的話——它們就會在讓大腦中其他部位的神經元長出突觸,形成持久的網絡,從而變成牢固的長期記憶。

神奇的腦芯片

顯然,如果海馬體出瞭問題,人腦就像是臺壞掉瞭內存的計算機。短期記憶無法生成,或者短期記憶無法轉化為長期記憶,人們就會始終停留在大腦出問題前的那一刻,如化石般佇立於時間之河中,一切經歷都好似過眼雲煙。許多原因都可能導致出現這種情況,而人們一直束手無策。

直到2003年。再經過十年的研究之後,美國加州的一組科學傢宣佈開發出瞭取代海馬體功能的矽芯片,並且在小鼠腦切片上取得瞭不錯的效果。

事實上,人們並不知道海馬體對信息編碼的機制,因此隻能模擬其行為——用不同的電信號刺激小鼠的海馬體切片,看看它能輸出什麼樣的電信號;然後將這些切片的行為組合起來。

進行瞭上百萬次的實驗後,研究人員建立瞭海馬體在各種不同條件下工作的模型,將其編程到芯片中,用它模擬出海馬體的電信號。結果還算令人振奮,最少在腦切片上是這樣。但是這隻是第一步;要想把這種技術應用在人體身上,還有很長的路要走。隻有在經歷瞭活體小鼠、猴子以及其他和人更相近的動物,最後才能應用到人身上。而且這塊芯片還不能植入腦中,它隻能附在頭蓋骨上,用兩組電極分別連接海馬體的“輸入”和“輸出”端,模擬海馬體接收和產生的電信號,而繞過出瞭問題的海馬體。

到今天,為瞭這個目標,他們已經努力瞭二十年。在這塊芯片之後,他們花瞭十年時間在動物身上做實驗,終於充分地證明瞭腦信息可以通過芯片的電信號來復制。現在他們正在進行最後的測試,希望能夠在未來五到十年內,將這類可以取代海馬體的芯片植入人腦,來大幅提高人腦的記憶力。

顯然,一開始的時候,這種技術將會用於幫助那些腦神經受損的病患,例如中風、帕金森氏癥或者阿爾茨海默氏癥患者。特別是最後一種——阿爾茨海默氏癥即老年癡呆癥,在今天70歲以上的人口中,這種將人拖回過去的可怕疾病已經有瞭超過20%的發病率,並且有逐步走高的趨勢。而現代人的平均壽命依然在提升,為瞭避免老景淒涼,在腦中植入一塊芯片看來也不算什麼過分的事情。

但是它的潛在用途顯然並不僅僅如此。傳統上我們的學習需要經過多次重復過程,需要在剛好快要遺忘的時候強化自己的記憶,一次次地花時間閱讀那些曾經看過的東西。當芯片可以取代或增強海馬體的時候,也許我們就可以讓這塊矽制芯片自行工作,自動重復曾經接受過的刺激,自動將看過的東西轉化成長期記憶——當過目不忘的能力成為商品時,我們的世界又會變成怎樣?



Orignal From: 腦芯片:擴展大腦內存

arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 x0z7blog01 的頭像
    x0z7blog01

    x0z7blog01的部落格

    x0z7blog01 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()