世界上第一个用于修补动物大脑的人工器件经过科学家近10年的研制已经问世。这个“人工脑组织”实际上是一块能发挥大脑“海马”部位功能的芯片。
将于3月15日正式出版的本期英国《新科学家》杂志说，这一芯片是美国南加利福尼亚大学西奥多.伯格等人研制的。科学家打算先在实验鼠脑组织切片上试验其功能，然后用活体动物进行试验，确认安全有效后，在因中风、阿尔茨海默氏症或癫痫而脑部受损的病人身上试验。
“海马”是动物脑部中结构最有规则的部位，也是医学上研究最深入的人脑部位。它的功能可能是对生活经历进行编码，使之能够作为长期记忆信息存储于大脑其它部位。“海马”部位受损的病人，会失去形成新记忆的能力。如果新的芯片像预期的那样有效，它应该能使病人恢复产生新的记忆。
为制造这一芯片，科学家克服了三大困难。首先是建立“海马”在各种不同条件下工作的数学模型；其次是将这一模型编程到芯片中；再次是使芯片能够与大脑其它部位协调工作，即解决芯片与脑组织的“接口”问题。
并不知道“海马”对信息进行编码的机制，但大脑不同部位的信息都是以弱电流信号传导的。因此科学家采用了一个简单的做法：他们对实验鼠“海马”部位的切片进行数百万次不同电信号刺激，以确定什么样的电信号使它产生什么样的反馈，然后把不同切片的行为组合起来，建立整个“海马”工作模式的数学模型。
根据设计，这种芯片用于病人时将附着在头盖骨上，而不是植入脑内。芯片通过两组电极与脑进行通信。两组电极分别置放于“海马”损坏区域的两边，一组接收从脑的其余部位传送到“海马”部位的“输入”信号，另一组则根据芯片内部指令将相应的“输出”信号发送给大脑。这样，信号就绕过“海马”部位，由芯片来代行“海马”的功能。
科学家将于下星期在意大利举行的一次神经工程学会议上正式公布成果。他们将首先把芯片用于泡在脑脊髓液中的实验鼠脑切片上试验。如果顺利，6个月内再用活鼠进行试验，最后在猴子身上试验。
不同哺乳动物大脑的“海马”部位结构很相似。因此，在从鼠到人的试验过程中，芯片设计无需作重大改进。不过，芯片的安全性必须首先确认，才能进行人体试验。
