AI拯救記憶：植入大腦第一步，也是資本風口下一步

　　2017-12-11 23:05大腦/疾病/人類

　　「對於活著的人來說，悲劇難以承受。」這是比爾·蓋茨近期對阿爾茨海默症(即老年痴呆症)的總結。他之前宣布斥資1億美元支持對該病症的研究。

　　在好萊塢鬼才導演諾蘭的電影《記憶碎片》(Memento)中，男主角萊昂納多·謝爾比也是悲劇的承受者。因為腦部受重創得了一種奇怪的「短期記憶喪失症」，他再也不能形成長期記憶，只能記住十分鐘前發生的事情。

　　「科技控」諾蘭的電影敘事很科學——謝爾比發病的原因是大腦中的海馬體遭到了嚴重損傷。海馬體是與人類的記憶關係最密切的腦組織，負責將短期記憶轉化成長期記憶。海馬體受損通常會造成人們難以組織新的記憶，以及難以搜索過去的記憶。

　　不過，失憶的謝爾比乃至眾多阿爾茨海默症患者的命運，可能很快被人工智慧(AI)植入技術與「腦機介面」改寫。

　　人類距離實現藉助外力獲取超能力的夢想，只是時間問題。

　　從控制肢體到提高記憶

　　在上月中旬舉行的美國神經系統科學學會(SfN)年會上，南加利福尼亞大學(下稱「南加大」)生物醫藥工程副教授宋東首次公開了他的團隊最新的科研成果：他們發現，通過在20名患有癲癇的病人腦中植入腦電極設備，就能將他們的記憶有效提升15%至25%。

　　此外，通過對比這些患者的大腦活動和情緒變化的細節，南加大的研究人員還展示了人類首張「情緒地圖」，揭示了情緒是如何隨著時間推移在大腦中編碼的。

　　「這是一項開創性的工作。」宋東告訴第一財經記者，「目前我們還沒有正式發布實驗的報告，我們正在撰寫神經編碼，來提升記憶的功能。」

　　

　　不僅如此，在美國華盛頓舉行的這次年會上，來自不同研究機構的科學家們利用大腦植入設備檢測情緒障礙引起的異常狀態，並通過AI演演算法釋放電脈衝回擊大腦，使大腦在沒有醫生介入的情況下恢復到健康狀態。目前這些研究已完成了初步的人體試驗。

　　宋東向第一財經記者解釋道：「對於阿爾茨海默症或癲癇患者來說，在疾病剛開始的時候，通過在他們的大腦中植入設備，能夠幫助形成新的記憶。但是對於阿爾茨海默症患者過去的記憶，並沒有太大幫助。」

　　儘管如此，宋東的實驗還是證明了這一技術具有修復患者長期記憶的潛在能力。「這種記憶修復術的目標是修復大腦的海馬體功能，海馬體主要負責長時記憶的存儲轉換和定向等功能。」宋東對第一財經記者表示。

　　海馬體能將短時記憶進行鞏固，從而轉換成長時記憶。海馬體在事件發生的環境背景及細節內容的記憶中也起著非常重要的作用。對新近發生的事件，包括很多細節，一般都由海馬體來完成。海馬體不健全的人，可能無法記住曾經去過的地方以及如何前往想去的地點。

　　但研究人員傾向於認為，隨著時間的推移，記憶細節會隨之減少，海馬體這時的作用也越來越小。

　　宋東表示：「失去的記憶將無法重新獲得的原因是，長期記憶雖然是通過海馬體形成的，但不是存儲在海馬體內。」

　　早在上世紀50年代，科學家就已經注意到大腦海馬體與記憶間的關係——如果切除掉海馬體，那麼以前的記憶就會一同消失。不過，關於「海馬體的神經細胞是如何把信息固定下來的」問題一直沒能解決。

　　此外，對於大腦海馬體運轉機制的研究，也早在十幾年前就已經開始了。紐約大學研究人員很早就開始利用電極來監控學習中的猴子大腦神經活動的情形。而哈佛大學研究人員則研發出了「動態估計演演算法系統」(dynamic estimation algorithms)，幫助分析記錄猴子的行為與神經信息。實驗發現，海馬體內的神經元，與新的聯想記憶形成有關。

　　事實上，電極植入在醫療上已經對帕金森等運動障礙疾病有了較為成熟的治療方案。2016年，荷蘭烏特勒支大學醫學院的神經科學家尼克·拉姆塞(Nick Ramsay)完成了全球首例臨床大腦植入手術，實現對ALS患者(漸凍人)思想的解讀，使他們能與外界溝通。

　　目前全球有很多醫院已經能夠進行電極植入手術，這就好像在人腦中安裝一個「起搏器」，原理和心臟起搏器一樣，通過深部腦刺激來改變腦部的神經活動，進而影響患者的肢體行動。

　　但此前，這種刺激腦的方式用於情緒障礙的治療時，收效甚微。宋東團隊的突破在於解決了提高患者記憶力的問題。提高記憶力對於緊張備考的學生或者是對於記人名有困難的人來說，可以助他們一臂之力;但對於受痴呆症和阿爾茨海默症折磨的患者來說，絕對是改變生命的技術。

　　影響超過1億人的命運

　　在今年11月，比爾·蓋茨以個人名義宣布注資5000萬美元，與風投基金Dementia Discovery Fund(痴呆症發現基金)一起尋求腦萎縮疾病的治療方法。另外，他還將投資5000萬美元於研究阿爾茨海默症的初創企業。

　　蓋茨表示：「隨著阿爾茨海默症和其它痴呆症患者數量的快速增長，以及人類壽命的延長，這類疾病正在給患者及其家屬帶來情感和經濟上的負擔。這是一個日益嚴峻的問題。」

　　雖然已有幾十年的相關科學研究，但是目前醫學界仍然沒有可以延緩阿爾茨海默症進程的治療方法。目前的藥物治療只能緩解一些癥狀。此前包括禮來在內的製藥巨頭的臨床試驗，都在最後階段宣告失敗。

　　根據非營利機構阿爾茨海默症國際組織(Alzheimer』s Disease International)的數據，老年痴呆症在全球範圍內影響了近5000萬，預計到2050年將會影響超過1.3億。

　　美國阿爾茨海默協會表示，年齡增長是導致阿爾茨海默症的最直接的因素，該疾病的患者大多是年齡65歲以上的老人。隨著人口老齡化趨勢加劇，到2020年，發達國家超過五分之一的人口年齡將超過65歲。

　　該機構的統計顯示，2016年，美國用於痴獃類疾病的長期護理和治療費用達到了2.63億美元。

　　「腦機介面」成資本風口

　　對於宋東團隊的研究，美國冷泉港實驗室神經科學主席安東尼·扎得(Anthony Zador)有所保留。他對第一財經記者表示：「因為該實驗結果尚未發表在權威科學雜誌上，因此我對實驗的方法還是存有懷疑。等我看到實驗的數據后，可能會改變目前的懷疑態度。」

　　

　　儘管宋東團隊的最新研究結果有待更加有說服力的數據來驗證，但是如果在大腦植入電極真的能夠幫助腦疾病患者提高記憶力，哪怕是一小部分的記憶，這對於整個社會而言，都創造了非常巨大的經濟效益。

　　也正是因為解決人腦疾病所帶來的巨大社會財富，近年來資本不斷湧入人工智慧和神經科學方面的初創公司。所謂的「腦機介面」名副其實地成為了資本的「風口」，這其中就不乏「鋼鐵俠」馬斯克(Elon Musk)投資的「神經織網」公司Neuralink。他們希望投資研發出能夠讀取人腦活動和將「神經信息」寫入大腦的設備，以此來對抗未來人工智慧對人類潛在的侵襲。

　　但是對於這種人腦侵入式技術，目前的手術成本仍然很高，而更大的障礙來自於人體對於植入物的排異反應。

　　儘管如此，一位曾在美國某醫院觀看過在帕金森患者的大腦中植入電極全過程的上海某高校腦科學研究人員對第一財經記者表示：「與整容相比，開顱手術人性化多了。美國的患者排著隊要做這種手術，醫院都做不過來。」

　　目前，雅培、美敦力等醫療企業是這種大腦植入器械的主要供應商。

　　未來如果能解決人體排異反應及顱骨向外傳輸信息減損這兩大問題，那麼電腦將會對人的思維意識進行更為準確的識別。這一方面將有助於電腦更加了解人類大腦活動特徵，指導電腦更好地模仿人腦;另一方面也能讓電腦更好地與人協同工作。

　　當然，腦機介面的技術在為記憶障礙人士帶來福音的同時，也引發了倫理道德的爭議。反對人士認為，如果能夠通過增強人類感官功能、提升記憶力等手段來控制人們的情緒和行為，那麼產生的社會問題也將難以估量