@ 2018.05.05 , 19:00

科学家利用全息术,向大脑编辑虚拟感觉

科学家利用全息术,向大脑编辑虚拟感觉
美丽心灵的永恒阳光/焦点电影公司

科学家认为,我们可以用闪光控制神经元,“复制粘贴”真实的大脑活动。这项技术被称为“全息大脑调制器”,它利用全息投影,激活或抑制某些神经元。它的最终目标是同时控制大量神经元,使它们呈现真实大脑活动的模式,从而实现感觉复制。未来,我们可以利用这项技术编辑记忆、删除疼痛、植入不存在的图像。

所谓视觉,即不断监控大脑活动、并根据环境决定激活或抑制哪些神经元的系统。想象下:摄像头将图像转化为相关大脑活动,让盲人看见世界;假肢传达触感,令残障人士拥有感觉。

加州大学伯克利分校的分子及细胞生物学家Alan Mardinly表示,这项技术颇具前景,可应用于“神经假体”。如果我们能够读写大脑语言,就能够以此和大脑交流,让它更好地阐释信息。这是虚拟大脑植入技术的第一步——未来,我们或许能够植入额外感觉或强化感觉。

目前,“全息大脑调制器”技术仍处于初期阶段,但展现出了潜力。研究人员做了一项老鼠实验。实验目标是老鼠的一小块三维大脑区域,含2,000-3,000个神经元。其中,每个神经元都由一个含某种蛋白质的病毒进行补充。被闪光击中时,蛋白质会激活神经元。他们在老鼠的头盖骨上开了个洞,让光线抵达大脑。光脉冲每秒闪300次,每次最多可同时激活50个神经元。

这项技术的挑战在于瞄准单个细胞。研究人员用计算机生成全息图像,制造3D图案,并将图像投射在老鼠的躯体感觉皮质的表面组织上——这是触觉、视觉、运动的大脑中枢。在实验过程中,老鼠在跑步机上走路,头部固定不动。因此,研究人员无法观察到行为变化。但与此同时,他们实时监控老鼠的大脑活动,发现它们的大脑活动和真实感觉刺激引起的反应相同。

目前,这项技术只能应用于一小块大脑区域,而且所需设备非常庞大。未来,研究人员希望能够扩大作用范围,同时缩小设备。接下来,研究人员将对老鼠进行训练,以便观察它们的行为变化。

本研究发表于《Nature》。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
原作者:MICHELLE STARR


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