楚吗”李思特问道。“早就在二十世纪后期的时候，很多科学家一直在训练电脑，让电脑能和人脑一样思考。很多高科技都想挑战科学的实验，研究人员在讲电脑与人脑结合的研究道路上，一步一步的却得重大的科技进步。然后山姆大叔国家的一个高科技攻势就研制出了两个芯片原型。与以前的c和超级计算机采用的芯片相比，这些芯片处理数据的方式与人脑处理信息的方式更为接近。这两个芯片是一项为期6年的项目取得的一项具有里程碑意义的重大成就。当年共有100名研究人员参与这一项目，山姆大叔政府的国防高级研究计划提供了4100万美元资金。具体数额是多少，我也不知道。”机器人医生一口气回答道。“我们在和楚云学习变成的时候，大概听说过一点。还有什么吗”李思特看着机器人医生问道。“后来怎么样了”吴刚问道。“在后来就是二十一世纪初，山姆大叔负责研究的那个公司，他们成功利用一台超级计算机模拟猫的大脑皮层。你们都是学医的，应该知道大脑皮层是进行思考和逻辑推理的部位。研究人员，通过模拟猫的大脑皮层和研制新型芯片属于同一项研究计划。借助于性能更卓越的超级计算机，他们曾于2006年成功模拟老鼠大脑40的区域，2007年成功模拟整个老鼠大脑，2009年成功模拟人脑大脑皮层1的区域。”机器人医生说道。“他们进行的动物实验是怎么样的”生物学博士的李思特很好奇。“我记得那是在2006年的时候，他们完成了一项令人瞠目结舌的实验，就是将一条角鲨脑中植入一个电子元件，以影响鲨鱼的行为。”机器人医生说道。“然后发生了什么”吴刚问道。“然后当研究人员操纵遥控器时，鲨鱼仿佛闻到了某种根本不存在的气味。例如，按下右键，鲨鱼大脑中通常处理右鼻孔嗅觉信息的区域就会受到电流刺激，鲨鱼就像真的闻到右边有诱人的食物一样，其大脑灰质细胞开始运作，并向自己发出吃饭的指令。于是鲨鱼便真的向右边游去。他们还但指出，目前自己还不能完全控制鲨鱼的大脑，只能控制鲨鱼的左右转。然后，他们还在老鼠身上完成了类似的实验。”机器人医生说道。“我突然很好奇，人类首列人脑芯片出现在什么年代。”李思特问道。“很抱歉，首例人脑芯片出现在1950年，科学家多尝试在人类身上进行此项操作，方法如下：他们通过轻微刺激人脑的某一部分而改变人的情绪，甚至控制人的一条胳膊或腿。最终这项实验因为有悖伦理而终止。从此之后，他们用电流刺激大脑的方法被证实可以用来治疗某些疾病。例如，始于以前的人工耳蜗植入术可以令一些失聪的人恢复部分听力。”机器人医生说道。“还有吗”李思特问道。在二十一世纪初期的时候，由三个国家的科学家组成的研究小组首次成功研发出一种新奇的微芯片，能够实时模拟人类大脑处理信息的过程。这项新成果将有助于科学家们制造出能同周围环境实时交互的认知系统，为神经网络计算机和高智能机器人的研制提供强有力的技术支撑。”机器人医生说道。“这和以前的有什么不同”吴刚问道。“以前”类似的研究都局限于，在传统计算机上研制神经网络模型或在超级计算机上模拟复杂的神经网络。在那时候，他们的新研究的思路是：研发在大小、处理速度和能耗方面都可与真实大脑相媲美的电路。他们的目标直接在微芯片上模拟生物神经元和突触的属性。”机器人医生解释道。“做到这样好像很难。”李思特说道。“有什么挑战”吴刚问道。“做到这一点面临的主要挑战，是配置由人造神经元组成的网络，让其能执行特定的任务。研究小组经过几年努力后，才成功地攻克这一碉堡，他们研发出一种被称为神经形态芯片的装置，能够实时执行复杂的感觉运动任务，并借助这一装置，演示了一个需要短期记忆力和依赖语境的决策能力的任务，这是认知测试所必需的典型特征。”机器人医生说道。“怎么弄出来的”吴刚问道。“研究小组把神经形态神经元与利用神经处理模块，相当于所谓有限自动机的网络相结合。”机器人医生说道。“什么是有限自动机”楚云问道。“有限自动机是一个用来描述逻辑过程和计算机程序的数学概念。行为可以表示为有限自动机，由此以自动化的方式转给神经形态硬件。有研究人员说网络连接模式非常类似于在大脑中发现的结构。”机器人医生解释道。“为什么”吴刚问道。“因为神经形态芯片，可以实时处理输入的信息并作出回应，有关专家认为这项技术将有望走向实用化，从而允许机器人在复杂环境中，在不受人类远程遥控的情况下实现自动作业。”机器人医生说道。“所以现在实现了”李思特问道。“”本章完第六百零一十七章 海马体“在那之前，我要先问你们一个问题。”机器人医生看着他们说道。“可以。”李思特说道。“我也没问题。”吴刚说道。“什么是记忆”机器人医生问道。“记忆是由特定数量的神经元在一定时间内产生的一系列电子脉冲，深埋在大脑褶皱和沟回中的海马体是将短时记忆转化为长时记忆的关键部位。”吴刚说道。“为什么问这个”李思特问道。“这转变过来就是说，记忆形成的过程可以化简为数学方程，并形成计算框架。”机器人医生说道。“我不是学医的，具体海马体有什么作用”李思特问道。“海马体，也叫海马回、海马区、大脑海马。海马体位于大脑丘脑和内侧颞叶之间，属于边缘系统的一部分，主要负责长时记忆的存储转换和定向等功能。海马结构由海马机器临近颞叶区的齿状回和下托组成。此外，海马区包括海马旁回内部的内嗅区。”机器人医生说道。“从解剖学上看，是什么样的”李思特问道。“从解剖学的角度来看，海马常被看做侧脑室颞角的一个内侧凸起。它由和ca4三个区域组成。信息进入海马时由齿状回流入ca3再经过ca1到脑下托，并在每个区域输入附加信息在最后的两个区域输出。人们普遍认为不同区域的在海马的信息处理过程中都扮演着一个具有独特功能的角色，但迄今为止对每一区域具体功能仍有待进一步的研究。即使是现在的二十六世纪。”机器人医生说道。“那海马体和记忆有什么关系”李思特问道。“这就要从历史开始说起了，吴刚你应该知道，遗忘症的主要表现为记忆能力的丧失。在二十世纪的时候，就有过一个长期有癫痫症状病人，医生决定为他进行手术，切除了顳叶皮层下一部份的边缘系统组织，其中包括了两侧的海马区，手术後癫痫的症状被有效控制。他同时也产生了遗忘，即失去了形成新的陈述性长时记忆的能力。患者的短时记忆能力和内隐记忆能力保持较好，而长时记忆的存储和情景记忆的能力均受到了较大的损伤。然而，对患者和其他海马损伤病人的研究结果只证明了海马同记忆有影像，为了进一步验证海马在记忆生成中确切的作用，研究人员通过动物实验进一步证明了其作用。”机器人一口气说道。“然后呢”李思特问道。“在2003年的时候，山姆大叔两间顶尖大学的科学家，共同发现了大脑海马区的运转机制大脑海马区是帮助人类处理长期学习与记忆声光、味觉等事件的主要区域。借着研究海马区神经元的活动情形，研究人员发现大脑叙述性记忆形成的方法。而这个发现对于证明海马区记忆学习的可塑性，也提供了最有利的证据。”机器人医生说道。“然后呢”李思特问道。“海马还和环境背景记忆有关。海马在时间发生的环境背景，及细节内容的记忆中，也起着非常重要的作用，对新近发生的时间，包括很多细节一般都有海马来完成。随着时间的推移，记忆细节会随之减少，海马的作用也越来越小。在大鼠的研究中，让大鼠进行一项行为反应的学习，并随后对其进行测试，如果测试环境同原来环境相似，其记忆效果会较好。而海马损伤的大鼠则没有表现出此种环境特异性差异。”机器人医生说道。“还有吗”李思特问道。“研究专家他们破译海马体中支持记忆编码的讯息流，想要弄清楚从ca3传输到ca1的强烈电子信号是怎样运行的。他们发现，记忆受损的人大脑非常特别，这一信号会受阻。如果使用大脑晶片重新创造信号，就能增强记忆。”机器人医生说道。“然后他们开始研究”吴刚问道。“你们应该知道，海马体是将短时记忆转化为长时记忆的关键部位。每年都有数以百万计的人经历失忆的痛苦。有人是因为外力影响，还有人是因为年龄增长，大脑退化。如果大脑晶片研制成功，人们就可以摆脱这一困扰。为了实现这一愿望，他们开始破解大脑的记忆编码。你们也知道，大脑中有成百上千个神经元，任何一点差错都会造成错误的结果。虽然工作量很大，但在电脑的帮助下，他们还是初步完成了目标，他用数学定理为晶片编程，让该晶片作为替代物，沟通海马体重的输入端和输出端。”机器人医生说道。“这就研究出来了”吴刚问道。“是的，他们把晶片研制出来后，开始就进行动物实验。他们训练小老鼠完成简单的任务，给小老鼠注入能暂时阻断其形成与存储长时记忆能力的药物，使小老鼠遗忘学会的技能。之后他们将微电极植入其海马体内，用记忆编码向ca1区放出脉冲，结果小鼠又获得了之前遗忘的技能。晶片能够沟通海马体重的输入端和输出端。之后他们又在猴子身上做了实验。他们让猴子看了一系列半重复图像，捕捉猴子认出之前看过的图像时的前额叶皮层的活动，然后使用古柯硷阻断猴子的记忆。植入电极后，猴子的记忆里明显提升。二十一世纪初开始，该团队发起了人体实验。”机器人医生说道。“结果如何”李思特问道。“12名大脑中已有用来追踪癫痫发病根源植入电极的癫痫患者成为了志愿者。癫痫病反覆发作的过程中，海马体