美国军方资助电刺激恢复长期记忆功能研究

通过植入电*刺激人脑，可提高人的记忆力。美国军方资助这一研究希望能帮助许多成千上万头部创伤导致长期记忆受损的士兵。10月17-21日在美国芝加哥召开的美国神经科学会议上，美国国防**研究计划局资助的两个研究小组展示了他们的研究结果，证明这种方法对改善人类记忆能力保留长期记忆确实有帮助。

模拟记忆储存电活动模式，科学家发现能将脑损伤导致的记忆功能恢复，这一发现给‘neuro­prosthetic’神经义肢技术带来希望，神经义肢技术是用外来人工装置植入外周神经或者中枢神经系统，利用电信号置换或代替失去功能的神经组织。理论上，电子耳蜗和电子视网膜都属于神经义肢技术，***别的当然是利用人工装置修复人类大脑功能。利用电刺激的方法修复脑损伤的记忆能力，不仅给脑外伤患者，而且给更大量中风患者，甚至对早老性痴呆患者都带来希望。

考虑到大脑植入手术给患者可能会带来风险，两个研究小组都是选择癫痫患者，这些患者的大脑已经有电*植入，而反复癫痫发作同样会带来记忆功能的丧失。科学家利用这些电*记录大脑活动和刺激特定神经元放电。

短期记忆是大脑内海马的重要功能，海马不仅能解析感觉信息，而且可以处理空间和时间信息，其中关于空间记忆细胞的研究曾经获得2014年诺贝尔生理医学奖。但是海马的记忆只是短期记忆，长期记忆需要将短期记忆信息输送到长期记忆大脑区域。

短期记忆向长期记忆转化的过程中，一个比较明确的过程是海马内CA3区向CA1区的信号传递。南加州大学生物工程学家Theodore Berger等假设重新激活这一神经通路能提高短期记忆向长期记忆的转化能力，提高记忆功能。

在芝加哥神经科学会议上的报告中，科学家描述给12名癫痫患者观察图片，90秒后让这些患者回忆自己看过的图片。当受试者执行这一任务时，科学家用电*记录下海马CA3和CA1区的放电模式。然后这些科学家开发出一种算法，这种算法能预测来自CA3的输入信号引起的CA1区电活动模式。与实际电活动比较，他们发现这种算法能准确预测80%的刺激模式。

利用这个算法，科学家能用电*刺激CA1区，代替和模拟来自CA3的输入信号，对那些因为CA3区脑损伤的患者，可以弥补其短期向长期记忆信号转化的缺陷。过去用猴子的研究中，利用完成任务可以获得果汁奖对猴子进行图片回忆训练，Berger发现一定模式的电刺激CA1区能显著提高动物的操作学习能力(R. E. Hampsonet al. J. Neural Eng. 10, 066013; 2013)。

南加州大学生物医学工程学家Dong Song说，他们小组曾经对一名女性癫痫患者进行这种电刺激，但是现在对是否能提高她的记忆力仍不清楚。

他们下个月计划用更多患者进行这种尝试，*终这种装置将用因为短期记忆向长期记忆编码转化缺陷的患者进行验证。波士顿大学神经生物学家Howard Eichenbaum认为这种记忆形成编码预测的研究十分有意思。但是他认为，如果CA1区细胞也受到严重损伤，这种模拟刺激的意义就不会太大。海马结构非常复杂，接受来自大脑许多部位的传入刺激，只模拟刺激来自CA3区的信号远远不够。