Progrès dans la quête pour développer une prothèse de mémoire humaine

La DARPA a lancé le programme de restauration de mémoire active (RAM) en novembre 2013 dans le but de développer une interface neurale en boucle fermée entièrement implantable capable de restaurer la fonction de mémoire normale du personnel militaire souffrant des effets d'une lésion ou d'une maladie cérébrale.
il y a un an
La DARPA a lancé le programme de restauration de mémoire active (RAM) en novembre 2013 dans le but de développer une interface neurale en boucle fermée entièrement implantable capable de restaurer la fonction de mémoire normale du personnel militaire souffrant des effets d'une lésion ou d'une maladie cérébrale. Un peu plus de quatre ans plus tard, le programme donne des résultats remarquables. Aujourd'hui, les chercheurs de RAM au Wake Forest Baptist Medical Center et à l'Université de Californie du Sud ont publié dans le Journal of Neural Engineering qu'ils ont démontré la première implémentation réussie chez l'homme d'un système de preuve de concept pour restaurer la fonction mémoire. les propres codes neuraux du patient. Les bénévoles participant à l'étude ont démontré une amélioration allant jusqu'à 37% de la mémoire de travail à court terme par rapport aux niveaux de base.
 
Les chercheurs de la RAM se sont concentrés sur la mémoire épisodique, qui comprend des informations dont une personne n'a besoin de se souvenir que pendant une courte période, par exemple où une voiture est garée, ce qui a été servi le soir ou la dernière fois. La perte de mémoire épisodique est le type le plus commun de perte de mémoire chez les personnes ayant une lésion cérébrale ou la maladie d'Alzheimer.
 
Pour améliorer la mémoire épisodique, l'équipe RAM a limité son étude à l'hippocampe, une région du cerveau essentielle à la formation de la mémoire. L'hippocampe comprend des sous-régions appelées CA3 et CA1 qui fonctionnent ensemble pour prendre en charge le codage et la récupération de la mémoire. Lorsque le cerveau enregistre de nouvelles informations à coder en tant que mémoire, les neurones de la région CA3 déclenchent l'entrée de l'information dans l'hippocampe, ce qui déclenche une séquence d'activité neurale dans la région CA1, marquant la sortie de l'hippocampe.
 
Travaillant avec des volontaires traités neurochirurgicalement pour épilepsie, une maladie qui entraîne souvent une perte de mémoire, les chercheurs RAM ont utilisé des électrodes implantées chirurgicalement pour enregistrer l'activité neuronale dans les régions CA3 et CA1 des volontaires alors que les volontaires effectuaient un test de mémoire visuelle. Les participants à l'étude ont montré une image simple telle qu'un bloc de couleur puis, après un bref délai pendant lequel l'écran était vide, ont été invités à identifier l'image initiale parmi quatre ou cinq autres montrées sur l'écran.
 

Photo: Le programme de recherche sur la restauration de la mémoire active (DARPA image courtesy of Wake Forest Baptist Medical Center)

En analysant les enregistrements associés à des réponses correctes, les chercheurs ont pu construire ce qui est connu comme un modèle non-linéaire, mathématique, spatio-temporel multi-entrée (MIMO) qui prédisait la transformation des modes de tir neuronaux dans la région CA3 en modèles neuronaux. dans la région CA1 lors de la formation de la mémoire réussie. Les «codes» produits par le modèle ne référencent pas directement les mémoires spécifiques, mais sont plutôt corrélés aux modèles de déclenchement CA1 qui se produisent lorsque CA3 code correctement les informations, corrigeant ainsi les erreurs de transformation entre les déclenchements CA3 et CA1. Lorsque les chercheurs ont utilisé la stimulation électrique spatio-temporelle de CA1 pour reproduire des codes basés sur MIMO - dérivés de l'activité neuronale en temps réel enregistrée dans CA3 - les volontaires ont montré une amélioration moyenne de 37% de la performance mémoire épisodique sur base de référence.
 
Source: DARPA
 

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