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新科技能让大脑变得更聪明吗

2019-07-24方陵生

科学24小时 2019年12期
关键词:电极注意力基因

方陵生

让大脑变得更完美,是几个世纪以来人类最美好的幻想。我们一直坚信,我们只利用了“10%的大脑”,绝大部分的大脑潜力还未开发,我们希望未来人类大脑要比今天更强大。随着科技的进步,人类对大脑神经系统的了解日益加深,一些能够让大脑变得更聪明的新科技也正在从科幻走向现实。

个性化智能药丸

从某种意义上来说,我们已经生活在一个大脑强化的世界里。用于治疗多动症和嗜睡症的药物哌甲酯(商品名:利他林),如今已成为考生和文字工作者普遍使用的“聪明药”。在对照试验中,此药物已被证明能提高非认知障碍者的记忆力、注意力和学习积极性。莫达非尼这种药物研发的初衷是治疗嗜睡症和其他睡眠障碍,但同时它也被证明能够提高睡眠正常者的执行功能、记忆能力和注意力,还能帮助人们减少因睡眠不足而导致的一些症状。此外,一些用来治疗阿尔茨海默症的药物,在临床试验中也已证明能够提高健康人的非文字记忆和程序性记忆能力——即我们用于执行一系列复杂操作的记忆能力,如开车等。

当然,这些都不是我们想象中那种可以让智商立即提高10分的“聪明药”,它们只能提升某些方面的能力,比如记忆力、注意力和学习积极性等。并且,这些提高某些能力的药物还伴随着相应的代价。例如,利他林可以提高注意力,但同时也会对创造力产生不利影响。

美国麻省理工学院的一位神经学家指出,当我们对提高个体特定优势、减少弱势的个性化药物的神经机制有足够了解时,就能开发出真正提高智商的“聪明药”,这也正是好几家著名生物技术公司目前正在努力的目标之一。

给大脑一个助力

经颅直流电刺激技术(tDCS)

利用电流改变大脑功能的想法并不新鲜,昔日的电休克疗法正是建立在这一理论之上的。但有所不同的是,如果说昔日的电击疗法只是简略的手指画,那么今天的电刺激技术就是一幅精美的水彩画。

给大脑以助力的技术,包括如今最常见的经颅直流电刺激技术(tDCS),其工作原理是:通过微弱电流刺激头皮,调节改善大脑活动能力。近年来,这一技术受到了广泛的关注,最近一些研究发现,tDCS能够提高注意力和解决问题的能力,还能够改善大脑的工作记忆能力。这些都是执行复杂任务时所需要的能力,tDCS可令这种大脑能力提高,其效果可持续30分钟至2小时。

美国亚利桑那州立大学神经科学家杰米·泰勒在看到这种开发大脑能力的潜力后,与人合作成立了一家Thync公司。目前,这家公司开发的大脑强化仪器在3000多人身上进行了测试。测试结果表明,大脑强化仪器具有让大脑平静下来或激发大脑活力的效果,这为提高人类大脑的注意力和创新能力开辟了新的途径。泰勒认为,这种给大脑提供助力的技术相当于深夜用功时手边的一杯咖啡,或一次重大演讲前几分钟的冥想,它将成为人们日常生活中的一大助力,虽然目前这种技术还存在一定的缺陷。

给大脑装个“起搏器”

将电极安装在大脑深处,是能够让大脑变聪明的另一途径。它能够对tDCS无法到达的大脑深处区域产生刺激。目前,深部脑刺激技术已被用于治疗帕金森病以及严重的抑郁症等。外科医生可将电极直接插入大脑深处,具体位置取决于手术目的,然后将电极与类似于心脏起搏器的外部设备连接起来,通过电极调节大脑电脉冲和大脑化学物质水平。

未来这种深部脑刺激技术将更多应用于强化大脑,而不仅仅只是用于医学治疗。2013年,美国加州大学洛杉矶分校一个研究小组的研究结果表明,深部脑刺激可以增强记忆能力,提高大脑处理和储存信息的能力。2015年春,研究者通过对老鼠进行实验,证明了深部脑刺激还有可能阻止记忆丧失和痴呆症的发展。可以说,深部脑刺激除了让我们变得更聪明之外,还可以让大脑在更长时间内保持活力。

让大脑与互联网连接

在未来的某一天,能够植入我们大脑的或许并不只是电极。如果你的大脑里有能够直接与互联网连接的芯片,你就可以在几毫秒的时间内,迅速而便捷地获取到任何信息,互联网上的海量信息都可以存储到你的大脑里。这是牛津大学人类未来研究所计算机神经学家安德斯·桑德伯格的一个设想,也是一个也许很遥远的梦想。

桑德伯格相信外延大脑存在的可能性,他的梦想是通过植入芯片让大脑超越人类认知的极限。而且,这样的梦想并不止于与互联网“连网”,未来人们还有可能通过各自的大脑直接相互交流,就像科幻小说中描写的“心灵感应”那样。但是这种直接与大脑相连接的技术能让我们变得更聪明吗?还是让时间来证明一切吧。

“大腦再造工程”重新设计大脑

大脑神经强化最具争议的举措不是大脑刺激方法,而是“大脑再造工程”。几年前,当这种可能性处于纯理论性命题的时候,就已引发了哲学与伦理学领域内的激烈辩论和争议。如今,研究人员开发的CRISPR/Cas9新一代基因编辑技术已经可以改变胚胎基因组的任意部分,如某一个核苷酸。利用这一技术,研究人员可以在婴儿出生之前纠正有可能导致某种疾病的基因突变。

人们可以想象得到,有一天我们能够识别与认知能力相关的基因,通过基因改造“创造”出更聪明的人类后代。当然,这一天离我们依然还很远,我们还有很长的路要走。事实上,我们并不能通过改变某个基因来让大脑变得更聪明,我们现在能做的就是更深入探索基因与大脑功能之间的奥秘。也许还要经过几十年时间,我们才能知道,通过基因改造强化大脑的尝试是不是一个好主意。因为事实上,我们不知道人工强化大脑的做法会产生怎样的长期效应,我们也不知道我们的大脑是否能够承受这种人为的能力强化。

“我们的大脑在几百万年的进化过程中,可能已经达到了神经化学平衡的最优化状态。任何试图改变大脑的做法,都可能伤害大脑,而不是增强大脑功能。”德国研究认知增强的神经学家马丁·德雷斯勒说道。如果事实真的如此,我们应该担忧的不是伦理道德上的问题,而是改变大脑的做法是否会对人类健康产生长远影响的问题。

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