神经假体旨在增强记忆力 – 物理世界

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory-physics-world-2.jpg" data-caption="图像回忆任务 研究小组在视觉识别记忆任务中向研究参与者提供神经刺激，发现人们记住图像的程度发生了显着变化。 （由维克森林大学医学院提供）”>

电子假肢系统可以帮助因阿尔茨海默病、脑外伤或癫痫症而导致记忆受损的人记住特定信息。这项新技术由研究人员开发 维克森林大学医学院 和 美国南加州大学，作用于海马体，海马体是大脑中负责产生新记忆的部分。

脑机接口，例如机器人肢体，在大脑和外部设备之间建立通信。海马体（人类实际上有两个海马体，大脑的每个半球各一个）在某种程度上可以生长新的神经元。但科学家们还没有找到修复海马损伤的方法。研究人员开发的神经假体使用源自海马体电活动的模型来刺激记忆。

“大多数大脑控制界面都依赖大脑来弄清楚如何处理来自事物的输入。我们正在研究如何找出如何匹配大脑正在做的事情，”维克森林大学的研究员布伦特·罗德（Brent Roeder）说，他已经从事该项目近十年了。 “我们正在弄清楚，增强记忆功能的可能方法是什么，以及哪种方法最适合什么人群和什么类型的情况？”

编码和解码存储器

在 2018 年发表的一项研究中 神经工程学报研究小组利用多输入多输出非线性数学模型实时刺激海马体中的神经元。 “[在那项研究中，模型]并不关心你想记住什么……它只是想帮助你的海马体更好地工作，”罗德解释道。

在他们最近的工作中，报道 计算神经科学前沿研究人员隔离了特定神经元的电活动，然后利用该信息刺激海马体，看看这是否可以帮助人们更好地记住特定图像。

这项研究包括 14 名成年人，他们都被诊断出患有癫痫症，并正在参与一项诊断性脑测绘程序，在该程序中，电极被放置在至少一个海马体中。在视觉延迟匹配样本记忆任务中，向参与者展示不同类别的图像（动物、建筑、植物、工具或车辆）。研究人员确定了每个图像类别的海马体中常见的神经活动，并利用这些信息推导出经过数学计算的固定放电模式。然后，在视觉识别记忆任务中，这种放电模式被用来刺激海马体。

“我们在这项研究中确实测试了两件事。第一个是，你能刺激一下具体信息吗？第二个问题是，我们是否善于刺激我们想要刺激的信息？”罗德说。 “所以第一个问题的答案是肯定的，你可以刺激特定的信息。第二个问题的答案是，还有很大的改进空间。”

研究人员观察到记忆力的提高和降低。在大约 22% 的案例中，参与者对之前看过的图像的记忆程度存在差异。当刺激大脑两侧时，近 40% 记忆功能受损的参与者表现出记忆表现的变化。

“我举的例子是，你见过服务员手指上拿着托盘。它们不支撑整个托盘，而是支撑托盘的一部分。但由于托盘的这些部分与托盘的其余部分相连，它们会抬起整个托盘，”Roeder 解释道。 “我们的记忆是联想性的。我们并不是试图支持所有的记忆——我们只是试图支持部分神经活动来增强所有的记忆。”

研究人员得出的结论是，图像类别之间的重叠可能比他们预期的要多（例如，动物经常出现在植物附近）。例如，通过显示颜色或方向而不是图像，使图像类别更加清晰，有助于提高电子假肢的性能。

“现在我们知道这是可能的......这只是一个做得更好的问题，”罗德说。

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory/