原标题：脑机接口新发现！睡着后，大脑会回放清醒时的阅历 来历：雷锋网

入眠后，咱们的大脑会进入离线状况，敞开 Replay 形式，重现清醒时的阅历，回忆便得以稳固。

此前科学家仅在啮齿动物等非人类动物身上调查到过这一进程，而在一项脑-机接口的试点临床实验中，美国麻省总医院、哈佛医学院、布朗大学、加州大学圣地亚哥分校等院所的一组科研人员初次在 2 名人类参加者的大脑运动皮层中调查到了习得神经激起序列的重放进程。

当地时刻 2020 年 5 月 5 日，《细胞·陈述》（Cell Reports）期刊在线宣布了该团队题为 Replay of Learned Neural Firing Sequences during Rest in Human Motor Cortex（睡觉时人类大脑运动皮层习得神经激起序列的重放）的论文。

将传感器置于大脑皮层

咱们的大脑作为人体神经体系的榜首流部分，左右两个大脑半球外表都有着一层灰质，也便是咱们常说的「大脑皮层」（cerebral cortex）。

雷锋网(大众号：雷锋网)了解到，大脑皮层的位置不容小觑。大脑皮层约有 140 亿个神经细胞，是思想的器官，主导机体内的全部活动进程，并起着调理机体与周围环境的平衡的效果，因而大脑皮层可谓是人类高级神经活动的物质基础。

而在大脑皮层中，有一块参加方案、操控和履行自主运动的区域，也便是「运动皮层」（Motor cortex）。

上述研讨团队的脑-机接口试点临床实验便是从运动皮层为切入点打开的——研讨人员在参加者的大脑中各长时刻放置了两个 1.5 毫米的 96 通道硅微电极阵列（96-channel silicon microelectrode arrays）。

实际上，就为什么采纳硅微电极阵列，论文合著者之一 Beata Jarosiewicz 标明：

用于医治帕金森氏症等病症的电极太大，无法追寻单个神经元的峰值活动。但咱们临床实验中运用的电极阵列是榜首个答应在人类大脑中进行如此详细的神经记载的电极阵列。仅仅是在这一点上，咱们的研讨都是前所未有的。

据了解，两位参加者均为四肢瘫痪，现在需求依托呼吸机日子，但仍能够说话。其间，参加者 T9 在参加这项研讨前植入硅微电极阵列已有 11 个月，T10 在参加这项研讨前植入硅微电极阵列有 3 个月。

经过两位参加者大脑运动皮层的放电活动，研讨人员企图寻觅「特定学习相关的神经放电速率序列的离线重放」（offline replay of specific learning-related neural firing rate sequences）的直接依据。

雷锋网经过美国临床实验数据库 ClinicalTrials 了解到，这项实验名为 BrainGate2，而上述硅微电极阵列也被称为 BrainGate2 传感器（BrainGate2 sensor）。这项实验旨在推动脑-机接口技能的开发，从而使四肢瘫痪的患者能够使用其神经活动操控计算机、机械臂等设备，其主要结尾是确认 BrainGate2 神经接口体系的安全性，非必须结尾是确认 BrainGate2 的可行性，并为后续的大型临床研讨树立参数。

从下图能够看出，这项实验始于 2009 年 5 月，终究完结时刻估计在 2022 年 12 月。研讨人员至少每周会对参加者进行一次神经记载，继续记载时刻至少一年。

以幻想的方法参加游戏

实际上，实验的进程能够用下面这幅图形象地标明。

详细来讲，两名参加者参加了一个「序列仿制游戏」（sequence-copying game），这个游戏类似于八十年代的一款名为《西蒙》（REPEAT）的回忆游戏，游戏视频中有四个五颜六色板块，按不同的次序点亮，玩家需求重复特定的次序，再次点亮色块。

而实验中这一游戏的特别之处就在于，不需求参加者移动手臂，只需用他们的思想来幻想他们在用手操控光标快速移动，又快又准地按回忆的次序击中正确的色块。

据悉，研讨人员要求参加者在玩游戏（约 20 分钟）的前后都小睡一瞬间（各 20-30 分钟），在歇息-玩游戏-歇息的进程中，研讨人员便经过 BrainGate2 传感器记载下了参加者大脑中很多神经元的峰值活动。

依据上述特色，要判别 BrainGate2 是否牢靠，重复（repeat）与操控（control）序列的数量是重要的衡量标准。依据论文，整个进程中有 66 次出现重复序列，22 次操控序列。

实验标明，从游戏前歇息到游戏后歇息，重复序列相关性比操控序列相关性添加得要多；一同游戏时和游戏后歇息期间参加者大脑的神经元放电形式相同，这便是人脑睡觉时“离线重播”的直接依据。

正如 Beata Jarosiewicz 所说：

这是榜首个直接证明人类在睡觉中大脑会回放清醒时的学习的依据，这可能有助于稳固回忆。咱们已经在其他动物身上研讨了几十年与大脑回放相关的回忆稳固机制，实际上这也适用于人类。

值得一提的是，该研讨团队来自 BrainGate——一个专心于开展修复性神经接口的科学与医学的学术研讨联盟，其成员包含布朗大学、麻省总医院、凯斯西储大学和斯坦福大学，与NeuraLink 公司（由马斯克树立）和 Kernel 公司一同，位列美国侵入式脑机接口研讨范畴的榜首队伍。

就未来的研讨方向而言，该团队期望能够探究大脑重现机制与回忆构成之间的潜在联络。

参阅

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)30530-1

https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%A7%E8%84%91/791360?fr=aladdin

https://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00912041