用芯片替换大脑的认知功能

　　    世界上第一个大脑微芯片修复技术目前已通过活体组织测试。这种微芯片在未来有望用以替代人脑因车祸、中风或退化而受伤的组织。这也是人类首次尝试替换大脑中央区域处理学习、讲话等认知功能的组织。

　　这个能够模拟大脑部分功能的微芯片系统的开发者是美国南加州大学西奥多•伯格领导的研究小组。芯片可以从健康组织中“读取”神经信号，像正常组织一样处理信号，并将处理结果传递给下一个区域。科学家要替代的大脑区域是海马体。它在形成记忆过程中具有决定性作用。这部分组织具有三组神经通路，以及一个规则的重复结构。由于科学家已经对其作用机理了解得比较清楚，所以这三组通路的功能可以被很好地再现。

　　在早先的工作中，伯格等人严格地记录了大鼠大脑中海马环路中央区域产生的生物学信号，并用数学模型模拟了它的活性。然后他们将这个模型编程集成到一个大约2毫米见方的微型芯片上。

　　试验中，他们将大鼠脑组织中央的一部分组织切除，并用一组微小的电极来连接微芯片。结果它成功地替代了培养皿中大鼠脑组织的这部分神经通路。健康大脑在该区域产生的信号与修复组织产生的信号在形态、同步以及统计数字上都保持了一致。科学家下一步将进行活体动物试验，预计将在3年内完成。他们同时还在建立灵长类动物海马区活性的数学模型，以便最终能在猴子身上进行试验。

　　不过，美国北德克萨斯大学的冈特•格罗斯在赞赏之余也提出了两点疑惑：首先，海马体与大脑中许多区域都有联系。这种联系可能很复杂而且难以理解，如何建立长距离的联系将是一个问题。其次，当大脑中某区域受损时，免疫细胞和神经胶质将移至该处并阻止替换受损组织的行为。