2018年将有哪些“美梦成真”的神经科学技术?
2017-12-29
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真正使人类区别于其他动物的器官当属大脑,这个复杂而神秘的器官吸引了众多科学家们的研究兴趣。然而迄今为止,对人类大脑的研究成果只展现了其奥秘的冰山一角。未来,人类将在这一领域继续开拓和研究。近日,在美国麻省理工学院举办了一次神经科学领域的会议,大会预测了2018年最有可能迎来硕果的3项神经科学领域的研究。

“神经尘埃”/神经颗粒

无论怎样称呼这些电子产品,它们的特点都在于一个“小”字。我们最迫切期待的成果之一是美国五角大楼的国防高级研究计划局(DARPA)斥资6500万美元进行的神经工程计划。该计划旨在开发一种可以与外部世界进行数字通信的大脑植入物。第一步是检测神经元的电化学信号(DARPA的目标是每次100万个神经元)。要做到这一点,美国布朗大学的科学家正在开发含有电极的盐粒般大小的“神经颗粒”,包含一个检测神经放电并通过无线电频率天线快速推动神经元放电的电极。

Michel Maharbiz的“神经尘埃”已经能够做到第一部分。他和他的同事们在2016年的一项大鼠研究中报告说,这些微小的无线设备可以检测到神经元在做什么。现在Maharbiz和团队也在努力使“神经尘埃”接收外部信号,并以特定的方式激发神经元。Maharbiz说,这种“尘埃”将是有史以来最小的刺激器。最终,科学家们希望他们能通过这项设备获悉神经代码,比如让瘫痪病人能走路所需的准确代码。他们还破译了理解口语的神经代码,这能引发外界信号使人们听到了声音。尽管它引发了一些伦理问题,但专家表示,这样的问题将在神经科技领域大量产生。

思想驱动打字(“读心术”)

该项目的负责人,神经科学家Mark Chevillet说,Facebook正在全速推进“沉默的演讲”计划。Chevillet在麻省理工学院媒体实验室的一个会议上说,很少有人在工作中使用语音助手,因为人们不喜欢在别人面前说出他们想要发表的内容。但是如果能直接从你的脑中打字呢?早期测试告诉我们这将不会只是科幻小说中出现的情节。那里(大脑)有一个信号,你可以利用它。思想驱动打字项目已在Facebook的高级技术中心运行两年。Chevillet于2016年加入了约翰·霍普金斯大学,所以这可能预示着2018年该项目将向着以每分钟100字的速度将思想转化为文本的方向发展,比现在的脑机接口快20倍。

迷你大脑

科学家们正在从人类干细胞中创造出三维类器官,它们生长着功能神经元、不同层次的皮质,以及其他模拟全尺寸的结构。

制造大脑类器官的技术进展如此之快,就在2017年12月,研究人员设法在几个星期而不是几个月的时间里启动这个过程并创建出大脑类器官。我们预计2018年将会有更大的突破。那些来自于遗传性精神障碍患者(如精神分裂症)的干细胞制成的大脑类器官将有望揭示这些患者的大脑发育到底出了什么问题。但真正值得期待的还是以下两个技术的发展。一是给类器官供血,“血管化”可以使目前的类器官直径至少长四分之一英寸,或许可以摆脱“迷你”标签,成为一个真正成熟的大脑。该项研究哈佛大学George Church实验室已经完成但尚未公布结果。二是赋予大脑类器官一种通过视网膜达到的感官输入,有传言说有一个实验室已经完成了。

加州大学伯克利分校的Michel Maharbiz在会议上说,包括我们称之为“读心术”在内的检测大脑活动的技术正在如此蓬勃地发展,以至于在学术和商业方面都引发了一阵“淘金热”。2018年,我们将在这一领域收获更多成果!

(环球医学编辑:石 岩)

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