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06-21
入睡后，我们的大脑会进入离线状态，打开Replay模式，重播我们清醒时的经历，记忆就会恢复。
此前，科学家只在啮齿动物等非人类动物中观察到这一过程。
在脑机接口的试点临床试验中，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机构的研究人员团队首次观察到学习到的神经放电序列的重放在两名人类参与者的运动皮层中。
当地时间5月5日，《Cell Reports》杂志在线发表了该团队题为《Replay of Learned Neural Firing Sequences while Rest in Human Motor Cortex》的文章。
） 论文。
将传感器放置在大脑皮层 我们的大脑是人类神经系统最先进的部分。
左右大脑半球表面都有一层灰质，就是我们常说的“大脑皮层”。
雷锋网了解到，大脑皮层的地位不可低估。
大脑皮层约有1亿个神经细胞。
它是思维的器官。
它主宰着体内的一切活动，起到调节机体与周围环境平衡的作用。
因此，大脑皮层可以说是人类高级神经活动的物质基础。
在大脑皮层中，有一个区域参与计划、控制和执行随意运动，这就是“运动皮层”。
上述研究团队的脑机接口试点临床试验是从运动皮层展开的——研究人员将两个1.5毫米的96通道硅微电极阵列（96通道硅）长期放置在参与者的大脑中。
微电极阵列）。
事实上，至于为什么使用硅微电极阵列，该论文的合著者之一Beata Jarosiewicz表示：用于治疗帕金森病等疾病的电极太大，无法追踪单个神经元的峰值活动。
但我们临床试验中使用的电极阵列是第一个能够在人脑中进行如此详细的神经记录的电极阵列。
仅在这方面，我们的研究是前所未有的。
据了解，两名参与者均四肢瘫痪，目前需要依靠呼吸机生活，但仍能说话。
其中，参与者T9在参与本研究前已植入硅微电极阵列11个月，T10在参与本研究前已植入硅微电极阵列3个月。
通过两名参与者大脑运动皮层的放电活动，研究人员试图找到“特定学习相关神经放电频率序列的离线重放”的直接证据。
雷锋网通过美国临床试验数据库ClinicalTrials了解到，该试验名为BrainGate2，上述硅微电极阵列也称为BrainGate2传感器。
该试验旨在推动脑机接口技术的发展，让四肢瘫痪患者能够利用其神经活动来控制计算机、机械臂等设备。
其主要终点是确定 BrainGate2 神经接口系统的安全性。
次要终点是确定 BrainGate2 的可行性并为后续大规模临床研究建立参数。
从下图中可以看出，试验于 5 月开始，预计 12 月完成。
研究人员将至少每周一次对参与者进行神经记录，持续至少一年。
发挥想象力参与游戏其实，实验的过程可以用下图来形象地表示。
具体来说，两名参与者参与了“序列复制游戏”，该游戏类似于 20 世纪 80 年代的记忆游戏“《西蒙》”（重复）。
游戏视频中有四个角色。
彩色瓷砖以不同的顺序点亮。
玩家需要重复特定的顺序才能再次点亮彩色方块。
实验中这个游戏的特别之处在于它不需要参与者移动手臂。
他们只需要用头脑想象自己正在用手控制光标快速移动，按照记忆的顺序快速准确地击中正确的目标。
色块。
据悉，研究人员要求参与者在玩游戏之前和之后（大约20分钟）小睡一下（每次20-30分钟）。
在休息-玩耍-休息的过程中，研究人员通过 BrainGate2 传感器记录了参与者的情况。
大脑中大量神经元的活动高峰。
基于以上特点，判断BrainGate2是否可靠，重复和控制序列的数量是一个重要标准。
根据论文，整个过程中重复序列出现了 66 次，控制序列出现了 22 次。
实验表明，从赛前休息到赛后休息，重复序列相关性增加幅度大于控制序列相关性；同时，参与者大脑在游戏过程中和游戏后休息时的神经元放电模式是相同的，也就是人脑睡眠时。
“离线重播”的直接证据。
正如贝亚塔·雅罗谢维奇（Beata Jarosiewicz）所说：这是人类大脑在睡眠期间重播清醒学习的第一个直接证据，这可能有助于巩固的记忆。
几十年来，我们研究了其他动物与大脑重放相关的记忆机制，这实际上也适用于人类。
值得一提的是，该研究团队来自BrainGate，这是一个专注于科学和医学领域恢复性神经接口开发的学术研究联盟。
其成员包括布朗大学、马萨诸塞州总医院、凯斯西储大学和斯坦福大学。
与NeuraLink（马斯克创立）、Kernel一起，在美国侵入式脑机接口研究领域排名第一。
在未来的研究方向上，团队希望探索大脑复制机制与记忆形成之间的潜在联系。
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