人工智能植入技術(shù)成熟，老年癡呆和健忘癥將不再可怕

“對(duì)于活著的人來(lái)說(shuō)，悲劇難以承受。”這是比爾·蓋茨近期對(duì)阿爾茨海默癥（即老年癡呆癥）的總結(jié)。他之前宣布斥資1億美元支持對(duì)該病癥的研究。

在好萊塢鬼才導(dǎo)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?yàn)槟X部受重創(chuàng)得了一種奇怪的“短期記憶喪失癥”，他再也不能形成長(zhǎng)期記憶，只能記住十分鐘前發(fā)生的事情。

“科技控”諾蘭的電影敘事很科學(xué)——謝爾比發(fā)病的原因是大腦中的海馬體遭到了嚴(yán)重?fù)p傷。海馬體是與人類的記憶關(guān)系最密切的腦組織，負(fù)責(zé)將短期記憶轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)期記憶。海馬體受損通常會(huì)造成人們難以組織新的記憶，以及難以搜索過(guò)去的記憶。

不過(guò)，失憶的謝爾比乃至眾多阿爾茨海默癥患者的命運(yùn)，可能很快被人工智能（AI）植入技術(shù)與“腦機(jī)接口”改寫。

人類距離實(shí)現(xiàn)借助外力獲取超能力的夢(mèng)想，只是時(shí)間問(wèn)題。

在上月中旬舉行的美國(guó)神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)會(huì)（SfN）年會(huì)上，南加利福尼亞大學(xué)（下稱“南加大”）生物醫(yī)藥工程副教授宋東首次公開(kāi)了他的團(tuán)隊(duì)最新的科研成果：他們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在20名患有癲癇的病人腦中植入腦電極設(shè)備，就能將他們的記憶有效提升15%至25%。

此外，通過(guò)對(duì)比這些患者的大腦活動(dòng)和情緒變化的細(xì)節(jié)，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(shí)間推移在大腦中編碼的。

“這是一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的工作。”宋東告訴記者，“目前我們還沒(méi)有正式發(fā)布實(shí)驗(yàn)的報(bào)告，我們正在撰寫神經(jīng)編碼，來(lái)提升記憶的功能。”

不僅如此，在美國(guó)華盛頓舉行的這次年會(huì)上，來(lái)自不同研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們利用大腦植入設(shè)備檢測(cè)情緒障礙引起的異常狀態(tài)，并通過(guò)AI算法釋放電脈沖回?fù)舸竽X，使大腦在沒(méi)有醫(yī)生介入的情況下恢復(fù)到健康狀態(tài)。目前這些研究已完成了初步的人體試驗(yàn)。

宋東向記者解釋道：“對(duì)于阿爾茨海默癥或癲癇患者來(lái)說(shuō)，在疾病剛開(kāi)始的時(shí)候，通過(guò)在他們的大腦中植入設(shè)備，能夠幫助形成新的記憶。但是對(duì)于阿爾茨海默癥患者過(guò)去的記憶，并沒(méi)有太大幫助。”

盡管如此，宋東的實(shí)驗(yàn)還是證明了這一技術(shù)具有修復(fù)患者長(zhǎng)期記憶的潛在能力。“這種記憶修復(fù)術(shù)的目標(biāo)是修復(fù)大腦的海馬體功能，海馬體主要負(fù)責(zé)長(zhǎng)時(shí)記憶的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換和定向等功能。”宋東對(duì)記者表示。

海馬體能將短時(shí)記憶進(jìn)行鞏固，從而轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)時(shí)記憶。海馬體在事件發(fā)生的環(huán)境背景及細(xì)節(jié)內(nèi)容的記憶中也起著非常重要的作用。對(duì)新近發(fā)生的事件，包括很多細(xì)節(jié)，一般都由海馬體來(lái)完成。海馬體不健全的人，可能無(wú)法記住曾經(jīng)去過(guò)的地方以及如何前往想去的地點(diǎn)。

但研究人員傾向于認(rèn)為，隨著時(shí)間的推移，記憶細(xì)節(jié)會(huì)隨之減少，海馬體這時(shí)的作用也越來(lái)越小。

宋東表示：“失去的記憶將無(wú)法重新獲得的原因是，長(zhǎng)期記憶雖然是通過(guò)海馬體形成的，但不是存儲(chǔ)在海馬體內(nèi)。”

早在上世紀(jì)50年代，科學(xué)家就已經(jīng)注意到大腦海馬體與記憶間的關(guān)系——如果切除掉海馬體，那么以前的記憶就會(huì)一同消失。不過(guò)，關(guān)于“海馬體的神經(jīng)細(xì)胞是如何把信息固定下來(lái)的”問(wèn)題一直沒(méi)能解決。

此外，對(duì)于大腦海馬體運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制的研究，也早在十幾年前就已經(jīng)開(kāi)始了。紐約大學(xué)研究人員很早就開(kāi)始利用電極來(lái)監(jiān)控學(xué)習(xí)中的猴子大腦神經(jīng)活動(dòng)的情形。而哈佛大學(xué)研究人員則研發(fā)出了“動(dòng)態(tài)估計(jì)算法系統(tǒng)”（dynamic esTImaTIon algorithms），幫助分析記錄猴子的行為與神經(jīng)信息。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，海馬體內(nèi)的神經(jīng)元，與新的聯(lián)想記憶形成有關(guān)。

事實(shí)上，電極植入在醫(yī)療上已經(jīng)對(duì)帕金森等運(yùn)動(dòng)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(xué)醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家尼克·拉姆塞（Nick Ramsay）完成了全球首例臨床大腦植入手術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yī)院已經(jīng)能夠進(jìn)行電極植入手術(shù)，這就好像在人腦中安裝一個(gè)“起搏器”，原理和心臟起搏器一樣，通過(guò)深部腦刺激來(lái)改變腦部的神經(jīng)活動(dòng)，進(jìn)而影響患者的肢體行動(dòng)。

但此前，這種刺激腦的方式用于情緒障礙的治療時(shí)，收效甚微。宋東團(tuán)隊(duì)的突破在于解決了提高患者記憶力的問(wèn)題。提高記憶力對(duì)于緊張備考的學(xué)生或者是對(duì)于記人名有困難的人來(lái)說(shuō)，可以助他們一臂之力；但對(duì)于受癡呆癥和阿爾茨海默癥折磨的患者來(lái)說(shuō)，絕對(duì)是改變生命的技術(shù)。

在今年11月，比爾·蓋茨以個(gè)人名義宣布注資5000萬(wàn)美元，與風(fēng)投基金DemenTIa Discovery Fund（癡呆癥發(fā)現(xiàn)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(wàn)美元于研究阿爾茨海默癥的初創(chuàng)企業(yè)。

蓋茨表示：“隨著阿爾茨海默癥和其它癡呆癥患者數(shù)量的快速增長(zhǎng)，以及人類壽命的延長(zhǎng)，這類疾病正在給患者及其家屬帶來(lái)情感和經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān)。這是一個(gè)日益嚴(yán)峻的問(wèn)題。”

雖然已有幾十年的相關(guān)科學(xué)研究，但是目前醫(yī)學(xué)界仍然沒(méi)有可以延緩阿爾茨海默癥進(jìn)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(lái)在內(nèi)的制藥巨頭的臨床試驗(yàn)，都在最后階段宣告失敗。

根據(jù)非營(yíng)利機(jī)構(gòu)阿爾茨海默癥國(guó)際組織（Alzheimer’s Disease InternaTIonal）的數(shù)據(jù)，老年癡呆癥在全球范圍內(nèi)影響了近5000萬(wàn)，預(yù)計(jì)到2050年將會(huì)影響超過(guò)1.3億。

美國(guó)阿爾茨海默協(xié)會(huì)表示，年齡增長(zhǎng)是導(dǎo)致阿爾茨海默癥的最直接的因素，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(shì)加劇，到2020年，發(fā)達(dá)國(guó)家超過(guò)五分之一的人口年齡將超過(guò)65歲。

對(duì)于宋東團(tuán)隊(duì)的研究，美國(guó)冷泉港實(shí)驗(yàn)室神經(jīng)科學(xué)主席安東尼·扎得（Anthony Zador）有所保留。他對(duì)記者表示：“因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)結(jié)果尚未發(fā)表在權(quán)威科學(xué)雜志上，因此我對(duì)實(shí)驗(yàn)的方法還是存有懷疑。等我看到實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)后，可能會(huì)改變目前的懷疑態(tài)度。”

盡管宋東團(tuán)隊(duì)的最新研究結(jié)果有待更加有說(shuō)服力的數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)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(duì)于整個(gè)社會(huì)而言，都創(chuàng)造了非常巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

也正是因?yàn)榻鉀Q人腦疾病所帶來(lái)的巨大社會(huì)財(cái)富，近年來(lái)資本不斷涌入人工智能和神經(jīng)科學(xué)方面的初創(chuàng)公司。所謂的“腦機(jī)接口”名副其實(shí)地成為了資本的“風(fēng)口”，這其中就不乏“鋼鐵俠”馬斯克（Elon Musk）投資的“神經(jīng)織網(wǎng)”公司Neuralink。他們希望投資研發(fā)出能夠讀取人腦活動(dòng)和將“神經(jīng)信息”寫入大腦的設(shè)備，以此來(lái)對(duì)抗未來(lái)人工智能對(duì)人類潛在的侵襲。

但是對(duì)于這種人腦侵入式技術(shù)，目前的手術(shù)成本仍然很高，而更大的障礙來(lái)自于人體對(duì)于植入物的排異反應(yīng)。

盡管如此，一位曾在美國(guó)某醫(yī)院觀看過(guò)在帕金森患者的大腦中植入電極全過(guò)程的上海某高校腦科學(xué)研究人員對(duì)記者表示：“與整容相比，開(kāi)顱手術(shù)人性化多了。美國(guó)的患者排著隊(duì)要做這種手術(shù)，醫(yī)院都做不過(guò)來(lái)。”

目前，雅培、美敦力等醫(yī)療企業(yè)是這種大腦植入器械的主要供應(yīng)商。

未來(lái)如果能解決人體排異反應(yīng)及顱骨向外傳輸信息減損這兩大問(wèn)題，那么電腦將會(huì)對(duì)人的思維意識(shí)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的識(shí)別。這一方面將有助于電腦更加了解人類大腦活動(dòng)特征，指導(dǎo)電腦更好地模仿人腦；另一方面也能讓電腦更好地與人協(xié)同工作。

當(dāng)然，腦機(jī)接口的技術(shù)在為記憶障礙人士帶來(lái)福音的同時(shí)，也引發(fā)了倫理道德的爭(zhēng)議。反對(duì)人士認(rèn)為，如果能夠通過(guò)增強(qiáng)人類感官功能、提升記憶力等手段來(lái)控制人們的情緒和行為，那么產(chǎn)生的社會(huì)問(wèn)題也將難以估量。