“開(kāi)關(guān)打開(kāi)，然后大鼠就恢復記憶；開(kāi)關(guān)關(guān)閉，大鼠就丟失記憶。” 來(lái)自南加州大學(xué)維特比工學(xué)院（USC Viterbi School of Engineering）工程系生物醫藥工程的西奧多·柏格（Theodore Berger）教授如是說(shuō)。柏格是近期發(fā)表在《神經(jīng)工程期刊》（Journal of Neural Engineering ） 一篇文章的第一作者。他的團隊與來(lái)自維克森林大學(xué)(Wake Forest University)的科學(xué)家一起完成了這項基于之前人們對于海馬及其在學(xué)習行為中的功能而進(jìn)行的研究。

在這項研究中，實(shí)驗人員先讓大鼠進(jìn)行學(xué)習訓練，按某一個(gè)按鈕即可以獲得特定的獎賞。由維克森林大學(xué)心理及藥理系的塞繆爾·戴德威勒（Sam A. Deadwyler）教授領(lǐng)隊，科學(xué)家們運用植入式的電極探針記錄了大鼠大腦海馬內部?jì)蓚€(gè)主要分區之間的活動(dòng)，這兩個(gè)亞區被稱(chēng)為CA3和CA1。該團隊的前期研究顯示，在大鼠的學(xué)習過(guò)程中，海馬會(huì )將短期記憶轉化為長(cháng)期記憶。

“大鼠沒(méi)有了海馬，”柏格認為，“就沒(méi)有長(cháng)期記憶，但短期記憶仍然會(huì )存在。” 先前的研究結果認為是CA3和CA1互相作用從而產(chǎn)生了長(cháng)期記憶。令人吃驚的是，實(shí)驗人員用神經(jīng)阻滯藥物將負責該項功能的兩個(gè)區域的聯(lián)接阻斷后，之前訓練過(guò)的大鼠忘記了經(jīng)過(guò)長(cháng)期記憶學(xué)會(huì )的行為。柏格表示，“這部分大鼠仍然表現它們還記得‘當你按下左鍵然后按下右鍵，然后再顛倒順序’這個(gè)過(guò)程，并且它們大部分仍然知道按鍵意味著(zhù)有水喝，但是他們只能在5-10秒鐘之內記得剛才按過(guò)的是左鍵還是右鍵。”

由柏格教授領(lǐng)隊的修復學(xué)研究團隊建立了一個(gè)模型，并且將該實(shí)驗結果繼續深入，人工合成出了一種海馬系統。該系統可以模擬出CA3-CA1的相互作用模式。當這個(gè)團隊將電極設備模擬記憶編碼功能時(shí)，被藥物阻滯記憶的大鼠恢復了長(cháng)期記憶的能力。另外，這些研究者們進(jìn)一步探索了如果將此修復設備以及與其連接的電極植入具有完整功能海馬的動(dòng)物中，這個(gè)設備可以對大腦內部記憶形成進(jìn)行強化，并且增強動(dòng)物的記憶能力。

該研究團隊的文章中寫(xiě)道，“這些植入的實(shí)驗模型研究頭一次證明了，有了足夠多的關(guān)于記憶的神經(jīng)編碼信息，能夠識別和增強實(shí)時(shí)記憶的神經(jīng)模擬系統能恢復甚至強化認知記憶過(guò)程。”根據柏格和戴德威勒的說(shuō)法，下一步他們嘗試在靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物（例如猴子）中實(shí)施該項實(shí)驗，最終目的是力圖開(kāi)發(fā)出能夠幫助患有阿爾茲海默癥，中風(fēng)或者創(chuàng )傷后復建的人類(lèi)的相關(guān)設備。