激動人心的實(shí)驗(yàn)

青鳥

眾所周知，1999年全國高考卷的作文試題為“假如記憶可以移植”。這是中國高考史上第一次出帶有明顯科普色彩的題目，引起了人們廣泛的關(guān)注。同時有關(guān)記憶移植的信息也成了人們關(guān)注的熱門話題。本文試圖對這種探索，作一下比較全面的介紹。

令專家們激動不已的手術(shù)

1999年7月13日上午，美國約翰·霍普金斯兒童醫(yī)學(xué)中心成功地進(jìn)行了人類歷史上第一例活人大腦切除一半的手術(shù)，創(chuàng)造了人類腦醫(yī)學(xué)史上的奇跡！

病人拉米雷斯，是一名15歲的女中學(xué)生。她的左半腦幾乎已經(jīng)被拉斯穆病毒“全部占領(lǐng)”，可是右半腦卻完好無損，絲毫沒有受到病毒侵害。由此，專家們確定了一個非常獨(dú)特的方案：將她的左半腦全部切除。專家們確信，這是拯救病人生命的唯一有效方案。

不過，當(dāng)時該中心的另一些腦科專家卻認(rèn)為，小拉米雷斯很可能死在手術(shù)臺上；即使不這樣，她也可能活不長，或者成為植物人。為此，中心的負(fù)責(zé)人特意征求拉米雷斯家長的意見。他們堅(jiān)決支持手術(shù)進(jìn)行。

小拉米雷斯是幸運(yùn)的。手術(shù)的成功甚至超出事先最樂觀的預(yù)計(jì)。僅僅花了9個小時，就圓滿結(jié)束了。當(dāng)麻醉消失后，醫(yī)生們發(fā)現(xiàn)，小拉米雷斯不僅沒有成為植物人，而且成功地保持右半腦的主要功能。

不過，由于只有半個大腦，小拉米雷斯喪失了大部分記憶，而且由于失去了左半腦這個載體，許多記憶無法建立，這給她的生活帶來極大的不便。

于是專家們又策劃了一個更大膽的方案，為她移植一個左半腦！他們相信，新植入的左半腦不僅可以成為小拉米雷斯精神活動，包括記憶的載體，而且可以給她帶來一些植入大腦可能保留的記憶。

可惜的是，目前沒有合適的大腦可供移植。我們的小拉米雷斯還在等待著。

移植大腦的同時能移植記憶嗎?

當(dāng)今世界大腦醫(yī)學(xué)界曾經(jīng)為“記憶移植”進(jìn)行了一次次激動人心的實(shí)驗(yàn)。

情緒，通過腦汁移植

1994年5月，英國科學(xué)家沃克斯利用多次強(qiáng)烈的刺激，使一只老鼠建立了相反的情緒記憶，即喜亮怕暗，然后進(jìn)行了移植。

受試驗(yàn)的是一只被稱為巴迪的雌性成年家鼠。事先，沃克斯抽出巴迪腦中情緒記憶區(qū)域內(nèi)的一部分腦液，通過化學(xué)分析，確定了它們的成分。然后，將巴迪放入裝有燈泡的明亮的箱內(nèi)，巴迪立即驚惶萬分，在箱內(nèi)亂躥。它很快就鉆入事先放在箱內(nèi)的黑盒子里，可是它立即又回身退出。原來洞口內(nèi)裝有一塊通電的金屬板。巴迪的前肢一碰到金屬板就痛得縮了回來。

這樣反復(fù)多次以后，電燈再亮?xí)r，巴迪不僅再也不逃進(jìn)洞，而且一見到黑呼呼的洞口，就嚇得往后退。巴迪在明亮的光線下生活自如，再也不驚慌了。

一個月后，沃克斯再次抽出巴迪的一點(diǎn)腦汁，發(fā)現(xiàn)它的化學(xué)成分已經(jīng)有了變化。他立即將這種腦汁注入另一只成年家鼠弗恩的腦內(nèi)。接著將弗恩放入箱內(nèi)。當(dāng)箱內(nèi)的電燈打開后，沃克斯發(fā)現(xiàn)弗恩并沒有驚惶不安。經(jīng)過黑洞口時，它立即退避。

這種記憶移植方法成功了！沃克斯興奮得徹夜難眠。

可是，不久巴迪卻在顛狂中死去。原因是抽取腦汁嚴(yán)重?fù)p害了巴迪的大腦組織造成的。

但是沃克斯博士的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)仍然意義重大。它不僅說明情緒記憶可以移植，而且為這種移植提供了一種新的方法，即“腦汁抽注法”。

游泳，不下水也可學(xué)會

1996年春天在美國國防部軍事生理研究中心采用電腦芯片技術(shù)進(jìn)行了一次“運(yùn)動記憶移植”實(shí)驗(yàn)。

這次實(shí)驗(yàn)，輸出記憶的是一頭海豚特德，輸入記憶的是一頭北美大棕熊塔林。

首先，他們運(yùn)用當(dāng)代最新的腦生物科技，對游泳最出色的海豚特德頭腦中的游泳動作記憶區(qū)域進(jìn)行深入全面的探測，得出了一系列的信息。然后，將這些信息復(fù)制并儲存在一塊襯衫鈕扣般大小的芯片上，再將芯片植入了美洲棕熊塔林大腦的運(yùn)動記憶區(qū)。芯片通過電能釋放儲存的信息。

棕熊不會游泳，可是，當(dāng)塔林恢復(fù)正常被投入河時，僅幾十秒鐘后，它就顯示了浮身的技巧。幾分鐘后，它就能輕松地游泳了。雖然它的游泳能力還遠(yuǎn)不能同海豚相比，但是足以讓目擊者目瞪口呆。

可是，1個月后它漸漸退步了。游泳的動作越來越遲緩，3周后，它已經(jīng)完全喪失了游泳能力，同原先一模一樣了。因?yàn)樾酒綆У碾姵貨]電了。

3個月后，該研究所又進(jìn)行一項(xiàng)新的試驗(yàn)。這回他們使用的記憶芯片附加的電池功率相當(dāng)大。估計(jì)至少可用1年以上。他們另選一頭綽號為“小笨蛋”的阿拉斯加小灰熊做實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)麻醉消失后，人們奇怪地發(fā)現(xiàn)，這頭原先活潑好動、機(jī)敏靈活的小熊，突然變得四肢不靈，動作笨拙。當(dāng)小笨蛋被推入河中，立即驚惶失措，四肢亂動，旋即大口大口地喝水。人們又一次大吃一驚?？茖W(xué)家對救上岸的小笨蛋的大腦，進(jìn)行了深入探測，發(fā)現(xiàn)它的整個動作記憶區(qū)域的電波都異常紊亂。顯然，它的記憶功能受到了極大的破壞。

后來，科學(xué)家們得出結(jié)論：這種破壞是植入的電池發(fā)出的過強(qiáng)的電流造成的。以后歐美科學(xué)家進(jìn)行過幾次類似的動物實(shí)驗(yàn)。所有的實(shí)驗(yàn)均表明，芯片移植記憶，只能植入電流相當(dāng)有限的芯片，保存的只能是運(yùn)動記憶，保存的時間相當(dāng)有限。

“天才”與“白癡”換腦

由于腦液移植與芯片移植均有嚴(yán)重不足，一些科學(xué)家將目光投向了最直接的記憶移植——“切割移植”。

人類歷史上第一次記憶切割是1997年4月在美國加利福尼亞大學(xué)的動物神經(jīng)研究所進(jìn)行的。輸出記憶的是一條經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的綽號為“天才”的純種德國牧羊犬?！疤觳拧睂χ魅水惓Ｖ艺\。它能記住并執(zhí)行主人的近百個口令與手勢的意義。

輸入記憶一條狗是“天才”的“親弟弟”，綽號為“白癡”。選擇它，是為了能最大限度地減少排異性。因?yàn)榇竽X是生命排異性最大的器官。

為了能讓試驗(yàn)的效果具有最大的可比性，白癡一生下來就被關(guān)進(jìn)了一所狗圈。不讓它與任何人接觸，也不對它進(jìn)行任何形式的訓(xùn)練。于是白癡就成了“記憶空白”的動物。

移植手術(shù)進(jìn)行得十分順利。兩只狗的空缺腦部，均在規(guī)定的時間內(nèi)得到填補(bǔ)。

當(dāng)它們蘇醒后，科學(xué)家們期待的奇跡終于出現(xiàn)了?！鞍装V”一眼就在人群中找到了主人。它立即歡蹦亂跳地迎了上去。主人發(fā)出一個口令，它隨即準(zhǔn)確地做出相應(yīng)的動作。主人又發(fā)出了一系列口令與手勢，“白癡”均能一一照辦。而“天才”則對主人視而不見，漠然置之，對他的口令與手語毫無反應(yīng)。

以后的測試表明，“天才”同以前的“白癡”一樣，成了一頭沒有經(jīng)過任何訓(xùn)練，甚至沒有接觸過任何人的狗?！疤觳拧迸c“白癡”的記憶進(jìn)行了互換。人類歷史上第一次記憶切割移植，獲得了成功。

可是不久，兩只狗都先后死去了。病理解剖表明，它們死于一種至今原因不明的腦病。

當(dāng)然，這次實(shí)驗(yàn)意義仍然不可低估。

復(fù)制圓周率之王的記憶

毫無疑問，動物的記憶移植最根本的目的還是為了能實(shí)現(xiàn)人類記憶的移植。

其實(shí)，近年來世界上不少科學(xué)家已經(jīng)嘗試過人類的記憶移植。日本著名的圓周率移植，就是生動的一例。

大家知道，圓周率是一個典型的無理數(shù)，即“無限不循環(huán)小數(shù)”。圓周率的背誦是世界上公認(rèn)的鍛煉記憶力的最好辦法。

日本“背誦圓周率” 比賽，令人驚異的是，幾乎所有奪冠之人都是女性。奪冠的人最近已經(jīng)突破了3萬位大關(guān)。

日本東京的神經(jīng)生理研究所的科學(xué)家，經(jīng)多年來探索發(fā)現(xiàn)，剛剛奪冠的人大腦記憶數(shù)字區(qū)域的腦細(xì)胞群往往具有一種特殊的“印痕”。幾個月后，當(dāng)這些奪冠者圓周率的記憶淡忘了后，這種印痕也會相應(yīng)淡化。于是，該所的科學(xué)家意識到這種印痕可能就是圓周率記憶印痕。如果能應(yīng)用現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)，將一名記憶之王的這種印痕，復(fù)制下來，再用一種特殊的超低頻電脈沖，“加印”到另一人的大腦相關(guān)區(qū)域中，很可能會實(shí)現(xiàn)記憶移植。他們經(jīng)過細(xì)致的準(zhǔn)備后，著手進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

一名“圓周率之王”樂于接受實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)前，她再次花了大量時間背誦圓周率。接受這種印痕的人是一名早稻田大學(xué)的女學(xué)生美惠。她原先能記住的圓周率為小數(shù)點(diǎn)后100多位。

接受試驗(yàn)后，美惠的大腦某一部位有一種異樣的活躍感。

一星期后，美惠背誦圓周率能背到1000多位。一下子提高了十幾倍。另外，背記枯燥無味、雜亂無章的數(shù)字的能力，也一下子大大提高了。

這次實(shí)驗(yàn)雖然沒有達(dá)到記憶移植的目的。卻發(fā)現(xiàn)了一種加強(qiáng)記憶的神奇方法。

從站立不穩(wěn)到空中滾翻

隨著現(xiàn)代電腦芯片技術(shù)的日新月異，一些科學(xué)家又試圖利用最新的芯片技術(shù)，進(jìn)行人腦運(yùn)動記憶的移植。1999年2月在美國亞拉巴馬大學(xué)心理科技研究中心進(jìn)行了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

輸出記憶的是美國一名業(yè)余體操運(yùn)動員西尼爾。他曾經(jīng)獲得全美大學(xué)生體操賽的冠軍。輸入記憶的是一名因車禍損害了大腦平衡器的中學(xué)生凱利。原先愛好運(yùn)動的他，受傷后一下子變得站立不穩(wěn)，動作不協(xié)調(diào)，甚至連走路時身體都歪歪扭扭。

這次實(shí)驗(yàn)使用的芯片與上述的軍事生理研究中心實(shí)驗(yàn)用的芯片相比，質(zhì)量大大提高，體積縮小不少，電能的控制也好得多。因此，實(shí)驗(yàn)主任格羅夫納感到成功的把握更大了。

手術(shù)進(jìn)行得相當(dāng)順利。凱利神智與體力恢復(fù)正常后，動作果然協(xié)調(diào)多了，同以前步履不穩(wěn)的樣子，簡直判若兩人！他還在一塊大草坪上以優(yōu)美的動作，做了一個漂亮的空中翻滾。

可是，僅僅過了幾天，凱利的運(yùn)動記憶就迅速減退。一星期后，他覺得自己已經(jīng)不會任何體操動作了。不過，他平時動作的協(xié)調(diào)性仍然比以前好得多。

專家們擔(dān)心，芯片的電能一旦耗盡，芯片將難以取出。鑒于此，專家不得不提前取出芯片。取出后，凱利同以前一模一樣了，這場記憶移植的實(shí)驗(yàn)就這樣結(jié)束了。

事實(shí)表明，目前人類還不具備通過芯片來保持記憶的移植技術(shù)。

盡管困難重重，實(shí)驗(yàn)還要繼續(xù)

盡管記憶移植困難重重，可是相關(guān)的實(shí)驗(yàn)仍然會繼續(xù)下去。因?yàn)橛洃浺浦惨饬x重大。

“人腦約有190億個細(xì)胞。如果將人腦的全部記憶能力比作一只電腦硬盤，那么一個記憶力再強(qiáng)的人，一個即使能將《大英百科全書》背下來的人，他的‘記憶硬盤，也只使用了不到10％的空間。而記憶移植就是通過拷貝的簡單方式，來迅速擴(kuò)大這個硬盤的利用空間。它的巨大意義，是不言而喻的?！薄?/p>