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超越人类 第六章 打造更佳大脑
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神经专科医生道格拉斯·夏尔的业务，主要是治疗阿尔茨海默病患者，但假若他不必再治疗这样的病人，他会开心得合不拢嘴。眼看着一个个病人的病情日渐加重，治疗的工具又很有限，这的确令人灰心、失望。但俄亥俄州立大学记忆紊乱诊所这位脚踏实地的医疗主任，十分自嘲地温和一笑，还是充满希望，觉得可以找到更好的治疗方法。也是因为这个原因，他与俄亥俄州的脑神经外科医师阿里·热载联手，进行了一项小型研究，采用一种大脑“起搏器”，治疗早期阿尔茨海默病患者。
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没有任何疾病比阿尔茨海默病（AD）更让人恐惧了。美国人害怕它，比癌症、心脏病和其他任何病都更甚。现在，已有400多万美国人生活在一片夺走了神志和记忆的雾霾中，缓缓地走向完全依赖他人的状态，最后走向死亡。这样数目的人口足以住满一个大城市。而且，随着婴儿潮一代人的衰老，AD大有压倒我们保健制度的势头，到2040年，患此病的人数将达到900万。家庭护理人员的困境，几乎也跟病人的困境一样糟糕，因此才会出现南希·L.梅斯那本畅销书《一天36小时》。该书提醒全世界的人注意，照顾一个患有AD的亲人，是一个多么耗费时间和精力的工作。
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据称，与AD相关的生理大脑变化，早在症状被注意到的多年之前就已经开始了。淀粉样蛋白是大脑中自然产生的一种蛋白质，它开始会出现不规则的折叠，然后崩塌，成了一块块黏糊糊的东西，充塞脑细胞之间的空间。细胞本身塞满了神经元纤维缠结，是由另一种名叫tau的蛋白质造成的。现在尚不确知的是，是不是蛋白质碎片的这种堆积造成了AD的症状。但很快，脑细胞就开始死亡，特别明显的是在海马体中——这是对记忆编码性命攸关的一个结构。随着时间的推移，细胞死亡传遍整个大脑。随着脑白质的萎缩，越来越多的细胞死亡，记忆、理智的能力消退，以及性格内敛下来，直到脑干功能如吞食等也丧失殆尽。这个过程可能很漫长、很痛苦，且不可避免的是致命的。
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AD最恐怖的一点是，开始时有点爱忘事，很难跟正常情况、与年龄有关的变化等区分开来。年过五十后，如果把车钥匙放错地方，几乎人人都会突然一阵惊恐，以为AD已经露头了。大多数情况下，这都不是AD。医生的区别是这样的：如果你忘记放车钥匙的地方，很可能不是AD；如果你忘记车钥匙是干吗用的，那就可能是。随着时间的推移，记忆问题更加糟糕，躁动不安、幻象频生、幻觉丛生的症状都悄悄出现了。有些药物可以把恶化过程减缓一段时间，但这个病情的发展十分迅速，没有什么可以阻止。该病到了晚期，病人倒不如护理者痛苦了，因为他认不出任何人，也不明白他发生了什么，整个人被笼罩在一种毒气一样的忘却之中。最早的记忆消失得最晚，而且，病人经常会体验到“第二次童年”，沉浸在早年的记忆中，而这个记忆保持得最完整。这个阶段对护理者来说特别痛苦，因为他们护理的人早就迷失了，只是身体还在继续活着。死亡经常是一种解脱，但护理者却会感到生理上、情感上和经济上完全被耗干了一样，而且还要熬过一个复杂而痛苦的过程。
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夏尔在电话访谈中很小心，他不用“治愈”这个词语，而将其作为起搏器研究所陈述的目标。该项研究对大脑额叶采用了脑深部电刺激术（DBS），希望能延长AD病人的智力功能。由于该病晚期脑细胞压倒一切的死亡，所做的任何治疗都不能恢复脑功能，但如果发现得早，能提供治疗，那就更有疗效，并可在几年中阻止残疾情况的恶化。这对病人及其亲人来说，可不是一个小礼物。“如果你80岁患病，”他跟我说，“你可能活不到85岁。这就意味着，如果你能减缓五年，那就等于把病停掉了一样。”这个病人在AD还没有摧毁他的性格、认知能力、记忆和功能能力时，就可能死于另一个病因。他的残年对他自己和他的护理者来说，都可能更加幸福，也更有意义。
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目的在于提高记忆力的三种药物——安理申、艾斯能和拉杂汀（Razadyne）都已获得FDA审批。如果在患病早期服用药物，就能产生可观的效果。还有一些精神治疗药物不大有名，如情绪稳定药、抗抑郁症药和抗精神病药物等，都可治疗随着疾病中期而来的行为紊乱症。夏尔把它们识别为“愤怒、焦虑和激动”。他不知道为何有那么多人反对用药物治疗病人。“光用‘影响精神’（psychotropic）这个词，对许多人来说就充满争议性，”他说，“但该词的词义其实是说，这种药能对大脑产生作用。在大脑患病的情况下，你需要能对大脑起作用的药物。如果你得了心脏病，你会毫不迟疑地用药。大脑又有什么不一样呢？”我暗示说，那场大声疾呼的反精神病学运动，反对使用任何影响大脑的药物，可能与此有关。“有些非常聪明的人持有这种态度，”他说，“但药物还是有帮助的，应该接受，应该早些开始用。我们希望能找到更多药物，以及更有效的药物。”
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治疗AD的另一只臂膀，还包括行为疗法，如身体和心智锻炼。“我总是鼓励人们做一些能激活大脑的事情。到外面去做点什么，随便做什么都行，只要你做了点儿什么。”据研究表明，通过活动挑战自己，可促进神经生长，包括新脑细胞的诞生和新连接的发芽。练习弹钢琴、参加体育活动等，都能促使大脑进入神经发生状态。而且，有人建议，DBS也能做到这一点。事实上，采取任何形式来促进神经生长，都有助于大脑囤积“储备”，从而造成AD病人功能性残疾的减缓。
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过去200多年来，对大脑的电刺激曾用来治疗各种疾病，包括精神疾病。只是到了20世纪60年代，科学家们才确定，它对治疗神经退行性疾病是有效的，如帕金森症、原发性颤抖症、癫痫，甚至强迫症。到目前为止，全世界约有12万人接受了DBS治疗。而且，虽然这个手术具有入侵性，但经证明是相当安全的。在大脑移植电极手术过程中，出现中风或脑出血的概率为1%，而硬件折断或感染等问题所造成的并发症风险为5%～10%。若植入电极后出问题，可以不做手术，关掉发送的轻度电流即可。
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DBS可将持续的电脉冲发送到大脑中需要的区域或“节点”，能影响穿过细胞和突触中的回路。它可以加快通过回路中的信号流，或降低其流速，但这要取决于该区域是否活动量过大，如在抑郁症中（等会儿再详述这点）；或活动量是否过小，如在帕金森症大脑区域的个案中。认为AD是一种“回路”问题，这个观点有点儿新，但在科研群体中引发了注目。大脑毕竟不是一个静态的器官，而意识的特点就是，有电化信号不停地闪烁着穿过大脑的许多神经通道，多重“回路”通过脑细胞的网格连接而形成。理论上认为，“回路”某个部分的变化，可能改变其他许多节点和下游“回路”的行为。因此，就在该处进行干预，可能既有风险，也有优势。
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我问夏尔，为什么他的团队决定集中研究额叶问题，把它当作干预AD的可能场地？结果表明，每一个额叶都有一个节点，也是把电流从大脑的不同部分转移的一个重大的“交换站”，似乎能在警醒、注意力、集中力和决策（所谓大脑的“执行功能”）等方面发挥主要作用。有一种假设是，如对这个区域进行刺激，就会导致总体功能操作更好。也许，把重点放在海马体似乎更直观，因为这个结构能对进入大脑的信息进行编码，将之储存在长期记忆中。不过，海马体的细胞在AD病况下很早就开始死亡，并能形成夏尔医生所称的那种“死亡区”。“在AD病况下，”他说，“病理学始于记忆回路，而且不出所料，会散布到已知的神经通道。我当时觉得，‘咱们绕过死亡区，进行到下一个节点，也就是能从额叶得到信号的节点吧。’”
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脑移植的科学，现在发展得很快。到目前为止，热扎医生已在三个AD病人身上移植了电极，现正期待下一代脑移植体的出现。当前，这个模型是一个小型脉冲发生器，移植位置正在锁骨下面，与细线连接，从皮下穿过，通到耳朵后部的脖子进入头颅顶部，在颅骨上钻了两个洞。然后，把电线深深地插入大脑，所到位置就在前额的每一边。过程中，病人一直保持清醒（大脑不会感到疼痛，只感到钻洞的压力）。接着，轻度的电脉冲就会刺激目标区域。
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这个模型不从大脑收集信息，但未来的模型会这么做。3～4年后，发生器中的电池就会耗尽。这时，发生器需要更换——要做一个小手术，而通常都不需要住院。
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下一批的大脑起搏器可以积极地监测大脑信号。如有需要，还可以对正确的刺激量做出反应，以使脑活动正常化。现在已在癫痫病人身上做到了这一点。经证明，可以防止癫痫发作。虽然这项技术代表着掌控脑疾病的能力已有了大大的飞跃，但也让一些生物伦理学家感到踌躇。他们担忧，我们大家——我们脑活动——的最亲密的信息，一旦被收集和储存，很有可能遭到滥用。
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截至本文写作时，夏尔医生和热扎医生尚未发表他们的研究结果，但本书出版时，他们可能已经发表了结果。在这个时间节点上，没人宣称，DBS或任何现在提供的其他治疗方式有防止或治愈AD的潜力，而随着生命周期的延长，AD可能成为全球性的危机。据预言，在接下去的40年中，将会出现1.15亿新的病案。这相当于整整一个国家的人口，而这样一个负担，谁都不知道如何承受。如果激进的生命延续就在前面拐角处，而没有找到一种剿灭AD的方式，活得久就毫无意义，甚至是灾难性的。目前的治疗对上了年纪的病人来说，还是具有很大意义的，因为他们可能不会活得太久，体验不到AD最糟糕的病况。但如果在75岁得了AD，还能活到130岁、140岁或更高的年龄，那怎么办呢？
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生物伦理学家还很快指出了另一个问题，说有这样一种可能性，如果DBS经证明能够显著地改善脑功能，健康的人也会去寻求之。那么，我们如何界定认知损伤和因年纪导致的记忆问题呢？夏尔医生和热扎医生都强调指出，他们在AD患者身上使用的DBS，是绝对不能用在健康者身上的。但不难想象的是，想提高脑力者肯定会想使用之。问题是，如何在一个经济自由市场和人体增强方面正在拥抱更大程度的个人选择的社会中，对这种技术加以调控？
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《福布斯》杂志在最近一篇文章中报道，美国人已经每年把13亿美元花在脑训练产品上，这还没有包括在允诺能提高或保护脑功能的营养补品上所花的10亿美元，以及花在提高认知药物，如利他林（哌甲酯）和阿德热尔（Adderall）上不明数额的钱款。脑增强是很大一宗业务，而随着婴儿潮一代人的衰老，这个生意预计会越做越大。
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詹姆斯·休斯在伦理与新兴技术研究所网站上，对消费者已经能够取用的一系列认知增强技术提供了一个总览。一个是神经反馈装置，每天佩戴数小时，用以训练人们的认知能力并保持精神状态，如集中精力、记忆和注意力。这个技术的费用大家都承担得起，但很难说这个技术是否有帮助，或者能帮助多少。既然制造者说一天佩戴数小时很安全，那这种东西也不可能不起任何作用。还有一项合法也可用的技术，名叫颅直接电刺激（tDCS），可训练头皮上低水平的电流，据称能够改善数学、语言和学习等技巧。关于这项技术的研究说法不一，但批评的人指出，关于这方面做的几项研究，不仅使用了tDCS，还同时使用了严格的大脑训练练习，所以很难说，认知方面的改善是由于看起来相当愚蠢的耳机，还是练习本身。耳机售价250美元，而且现在也不知道长期使用会如何影响大脑。
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一项用来治疗抑郁症，获得FDA批准的技术，是经颅磁刺激（TMS），于1985年发明。听起来颇像19世纪江湖郎中卖的什么药，但据表明，它不仅能够改善抑郁症，而且还能提高记忆力和回忆的速度。TMS通过把两个很大的电磁感应圈（或磁铁）放在头皮上而起作用。据称，这样可以去掉神经元的极性，刺激神经增长因素的加大释放，从而导致神经发生。已经用于帕金森症、强迫症和震颤的DBS，现在不仅在AD病人身上试验，而且也在妥瑞症、慢性疼痛和抗治疗性抑郁症患者身上进行了试验。现在，美国军方正资助一些极为先进的脑研究。由于在伊拉克和阿富汗服役的老兵创伤性脑损伤（TBIs）发病率很高，DARPA现在正争分夺秒地研发记忆增强脑移植体。
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自2000年以来，28万军方成员和170万美国平民都被诊断患有TBIs。该病的典型特征是很难找回受伤前的记忆，也很难在受伤后形成新的记忆。TBIs患者的记忆缺失，会对一个人的生活造成破坏，连穿衣、系鞋带这么简单的记忆也会被瓦解。使用身体、心智和职业疗法，通往恢复之路往往漫长而又缓慢，而恢复又总是部分性的。如果DARPA的这项工程（恢复活性记忆或RAM工程）取得成效，TBIs患者很快就会有一种永久性的、自成一体的脑移植体，能阅读并阐释脑信号，并以闪电般的速度做出反应，以刺激可以检索所需记忆的神经元。这个移植体意在直接作用于海马体和一个名叫内嗅皮层的地方，并辅助创生新记忆和检索老记忆。
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这个RAM工程目标很高，但难以达到，需要脑研究者、医生、数学家、物理学家、心理学家和生物工程师，以及电脑专家等通力合作，其目的在于把脑移植体技术提高到更高的水平。这个移植体含有一对高强度的电极排列，以灵活的、生物适合的聚合物制作，可记录脑信号和六十四通道的神经刺激。从大脑深处，移植体可与耳边佩戴的一个小电子部件通过存储和检索数据进行无线通信，把这项技术大大地推进到脑机交互的领域。RAM装置的设计，并不是用来帮助接受者回忆莎士比亚笔下的麦克白说的所有话，而是帮助他们恢复与“生命和生计”有关，“以任务为基础的动作技能”。换言之，希望这个装置能治愈士兵，使其重返战场，开飞机、操作设备、做出有关战斗的决定，并且能够回家，重新过上平民的生活。
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内嗅皮质是RAM工程中刺激的主要焦点，研究的带头人伊扎克·弗里德医生把它形容为“通往脑记忆大型机的金门”，将经历抓取并编码，令其在永久性记忆的过程中发挥全面的作用。弗里德医生是加利福尼亚大学洛杉矶分校精神病学和生物行为科学教授，他与同校的物理学和神经生物学教授马扬克·默赫塔，以及哈佛大学的神经科学家加布里埃尔·克莱曼组成团队，对已在大脑植入电极的癫痫病人，记录其神经元集群，甚至单个神经元。他们拿到DARPA的资助后，接下来想研发不同活动的电脑模型。这些模型可帮助装置辨认大脑中的某些信号并加以放大，从而使之“优先”编码至长期记忆中。这个六十四通道的装置，直径仅一毫米，将在DARPA的资助下，由加利福尼亚的劳伦斯利弗莫尔国家实验室创造。
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这个巨型项目集中了大规模的专家，它再次以事例证明，美国军方有能力在短时间内催生重大的技术推进。DARPA在2014年颁发了重奖，给研究者们四年的时间来研发这项技术，为人类创生一种植入式装置。考虑到科学试验已通过老鼠和猴子提供了原则上的证据，因此，下一代记忆增强假脑体在2018年投入使用的可能性很大。这就导致了一个问题：记忆增强脑移植体的未来如何？这些植入体可供记忆正常，想学习新技能或语言、增强学校考试成绩，或只想在工作场所获得竞争优势者使用吗？尽管我采访过的医生都强调说，这项技术到目前为止只是考虑用作医学疗法，但还有很多问题尚待回答。
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事实上，关于上述技术，以及这些技术如何工作，现在我们所知甚少。为什么经颅磁刺激有助于改善抑郁症，刺激大脑的某些节点，而不刺激另一些？会产生何种长期效应？对此，任何人似乎都了解得很不详细。如果脑植入体只是帮助储存和提取有用记忆，其效应就会大为有益，那么假如最后扩大的是PTSD、焦虑症或其他精神紊乱症患者不想要的记忆，那怎么办？忘却的行为深度纠结，跟我们的精神健康一样，其之所以存在，是有其目的的。至于短期记忆，有一些很好的理由说明，我们在任何特定的时间内，为什么只能留存数量有限的信息。只要目睹一下自闭症的病案就行了，患病者记忆好得像照相机，所有动作都记得极为详细，但缺乏决策和日常自我料理等关键技能。假如大脑如洪水一般充满许多有意识的记忆，这是否会损坏决策功能和其他执行功能呢？目前，关于脑功能我们知之甚少，还不能很容易地预测出激进记忆增强对我们能产生何种效果。
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目前，研究者们把重点放在以脑移植体来改善疾病和残疾情况上，这表明社会并未一头扎进对健康大脑的增强上。鉴于综合技术的迅猛增长，为技术带来急剧飞跃的性质，下一代的技术很可能把我们抛入一个生物技术的领域，而现在只有少数人开始考虑这个问题。这一创新过程的关键，是如何控制私企部门，其在短时间内获利的驱动力，给公司加大压力，从而获取智慧产权、专利和把脑增强技术商业化进入市场的权力。调控制度需要到位，才能管理这些已经开始成形的技术的长期效应。这就好像路正在用一块一块砖头建造，我们却已经在上面开车了。而这个现象随着CTs之间相互促进，将会变得越来越尖锐，一个接着一个的大飞跃，进入一个谁也无法完全预知的未来。
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