记忆移植:令人目瞪口呆的实验,本文主要内容关键词为:目瞪口呆论文,记忆论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
记忆移植国际研讨会新近在美国加利福尼亚大学举行。应邀出席会议的,多是近年来在记忆移植方面作出过重要贡献的科学家。与会专家对这一当代“最富吸引力”也“最富挑战性”的前沿科技之一的记忆移植进行了多方探讨,一致认为,记忆移植意义重大。虽然目前相关实验进展缓慢且困难重重,但这类实验一直没有停止过。
老鼠改变了天性
当今世界进行过的记忆移植分两种:直接移植和间接移植。而最早进行的记忆移植,是直接移植。移植的是情绪记忆,是一种以已经体验过的情绪为内容的记忆。
毫无疑问,老鼠的本性是喜暗怕亮。1994年5月, 英国科学家沃克斯却打算利用多次强烈的刺激,使一只被称为巴迪的雌性老鼠建立相反的情绪记忆,即喜亮怕暗,然后再进行移植。
欧美脑科学界的一些专家认为,沃克斯博士的这项实验意义重大。这不仅说明情绪记忆可以移植,而且为这种移植提供了一种新的方法,即“脑汁抽注法”。
狗熊变海豚
随着电脑芯片技术的迅速发展,一些科学家又试图采用一种新的记忆移植技术——芯片移植术。这方面比较典型的实验是1996年春天在美国国防部军事生理研究中心举行的“运动记忆移植”。
这次实验,输出记忆的是一头海豚特德,输入记忆的是一头北美大棕熊塔林。
他们运用当代最新的脑生物科技,对其中一头游泳最出色的海豚特德头脑中的游泳动作记忆区域,进行深入全面的探测,得出了一系列的信息。包括这一区域发出的特殊的脑电波,存在的生物磁场及神经肽传递的信号等等。然后,科学家们将这些信息复制并储存在一块衬衫钮扣般大小的蕊片上,再将蕊片植入一头美洲棕熊塔林大脑的运动记忆区。蕊片通过电能释放储存的信息。
运动学家都知道,美洲大棕熊是不会游泳的。
塔林恢复正常后,就被投入河水。刚入水时,它虽然有些惊慌,可是很快就适应了。几十秒钟后,它就显示了浮水的技巧。几分钟后,它就能轻松地游泳了。虽然它的游泳能力远不能同海豚相比,但是足以让目击者目瞪口呆。以后的几次下水游泳,塔林的动作越来越灵活自如。
可是,一个月后它渐渐退步了。游泳的动作越来越迟缓,呛水越来越多。这是怎么一回事?
专家们对塔林的大脑的记忆区域进行探测后,找到了原因:芯片附带的电池的电能已快耗尽。原来,这块超微芯片工作时的电能消耗大大超出了科学家的预料。原先科学家们估计,芯片至少能使用6个月, 后来经反复检测才发现,原来大脑的血流量也会消耗电能。
要使实验再继续下去,就应该对芯片进行充电。专家们原计划从塔林大脑中将芯片取出更新电池后再植入。然而,经对塔林脑中的芯片进行扫描,发现芯片上面已经布满了细小的神经与血管。要取出芯片,必然会破坏血管和神经,令塔林丧命。科学家无计可施,只好听之任之。
塔林的游泳能力迅速消逝,3周后,它完全丧失了游泳能力, 同原来一模一样了。
3个月后,该研究所又进行了一项新的试验。鉴于上次的教训, 这回他们使用的记忆芯片附加的电池的功率相当大。实验对象是一头绰号“小笨蛋”的阿拉斯加小灰熊。
手术同样进行得很顺利。但当麻醉消失后,人们奇怪地发现,这头原先活泼好动、机敏灵活的小熊,突然变得四肢不灵,动作笨拙,走起路来跌跌撞撞,同以前“判若两熊”。
游泳试验仍按原计划进行。“小笨蛋”被推入河中后,立即惊惶失措,四肢乱动,旋即大口大口地吃水。人们又一次大吃一惊。科学家们对被救上岸的“小笨蛋”的大脑进行深入探测,发现它的整个动作记忆区域的脑电波异常紊乱。显然,它的记忆功能受到了极大的破坏。
后来,科学家们得出结论:这种破坏是植入的电池发出的过强电流所致。
以后欧美科学家又进行过几次类似的动物实验。所有的实验均表明,芯片移植记忆,只能植入电流有限的芯片,保存的只能是运动记忆,保存的时间相当有限。
“白痴”与“天才”换位
由于脑液移植与芯片移植均有重大不足,一些科学家将目光投向了最直接的记忆移植——“切割移植”。
人类历史上第一次记忆切割移植,于1997年4 月在美国加利福尼亚大学的动物神经研究所进行。输出记忆的是一条经过严格训练的绰号为“天才”的纯种德国牧羊犬。
“天才”是动物世界名副其实的记忆天才。对主人异常忠诚,并能记住并执行主人的近百个口令与手势的意义。它还颇通人性,具有丰富的情绪记忆。
这次移植的是综合性的记忆,包括运动记忆、情绪记忆、形象记忆、语词记忆、逻辑记忆等,也就是说是记忆区域的整体移植。因此,这次手术是大脑切换部位最大的一次记忆移植。
输入记忆的狗是“天才”的亲弟弟“白痴”,以便最大限度地减少排异性。
为了能让试验的效果具有最大的可比性,“白痴”一生下来就被关起来。不让它与任何人接触,包括提供食物与打扫卫生的人;也不对它进行任何形式的训练。于是“白痴”就成了“记忆空白”的动物。
移植手术也进行得十分顺利。当它们苏醒后,科学家们期待的奇迹终于出现了:“白痴”一眼就在人群中找到了主人,并对主人发出的一系列指令一一照办,而“天才”则对主人视而不见,毫无反应。
“天才”与“白痴”的记忆互换了。人类历史上第一次记忆切割移植,获得了成功!可是,1个月后, 两只狗都先后死于一种原因不明的脑病。
芯片植入人脑
随着现代电脑芯片技术的日新月异,一些科学家又试图利用最新的芯片技术,进行人脑运动记忆的移植。1999年2月, 这项实验在美国亚拉巴马大学心理科技研究中心进行。
输出记忆的是美国一名业余体操运动员西尼尔。他曾经获得美国大学生体操赛的冠军。他不仅平衡能力极佳,而且有良好的动作记忆能力,能记住大量的体操动作。输入记忆的是一名中学生凯利,因车祸损害了大脑平衡器,站立不稳,走路时身体歪歪扭扭。
这次实验使用的芯片质量已大大提高,体积缩小不少,电能的控制也好得多。手术进行得相当顺利。当凯利能下床走路时,人们发现他走路平稳,同以前简直判若两人!专家们将他带到一块草坪上,让他做一套体操动作。
只见凯利以优美的动作,伸展了几下腰腿,接着,他跑了几步,纵身一跳——一个漂亮的空中翻滚……成功啦!实验室主任格罗夫纳紧紧拥抱着凯利,激动得热泪盈眶。
可是,仅仅过了几天,凯利的运动记忆就迅速减退。一星期后,他觉得自己已经不会任何体操动作了。不过,他的动作协调性仍然比以前好。
格罗夫纳忧心忡忡。他担心芯片的电能一旦耗尽,凯利肯定同以前一样。于是,不得提前取出芯片。取出后,凯利同以前一模一样了。这场记忆移植的实验就这样结束了。
事后格罗夫纳向传媒发表讲话:“事实表明,目前人类还不具备通过芯片来保持记忆的移植技术。而我最大的遗憾是当时没有用摄像机摄下他翻滚的动作,没有及时开新闻发布会。”
据统计,人脑约有190亿个细胞, 如果将人脑的全部记忆能力比作一个电脑硬盘,那么一个记忆力超强的人,一个即使能将大英百科全书背下来的人,他的“记忆硬盘”也只使用了不到10%的空间。而记忆移植,就是想通过“拷贝”的方式来迅速扩大这个硬盘的利用空间。虽然到目前为止,记忆移植实验进展缓慢且困难重重,但科学家们表示一定会继续相关的实验,直到成功来临。