數位時代
用人工智慧電擊大腦，可望幫助人類提升15%的記憶能力
用AI對大腦放電來強化記憶——聽起來彷彿科幻片的場景，其實是正在進行的腦
科學研究。
美國賓夕法尼亞大學（University of Pennsylvania）心理學家卡哈納（Michael
Kahana）帶領團隊研究，利用機器學習演算法判讀腦波，算準時機向特定腦區進
行電脈衝刺激，據稱該技術可使記憶能力提升15%。相關成果剛發表於最新一期
《自然通訊》（Nature Communications）。
該研究計畫是由美國國防部資助，目標開發能夠「修復主動記憶」（Restoring
Active Memory）的神經科技，以幫助因腦傷產生記憶障礙的病人。
深入大腦進行電擊的「記憶增強術」
要精確觀測大腦活動，最好能直接深入顱內。不過，如果要為了科學研究，讓人
打開腦袋、放入電極，恐怕沒人願意，研究倫理審查大概也不會通過。
於是研究人員找來了25位癲癇患者。這些病人因為治療癲癇需要，腦內已植入
100至200個電極，用來監測癲癇相關的腦電波。研究人員便利用這些電極記錄高
解析率的神經活動，也可透過電極對各腦區進行刺激。
研究人員過去實驗發現，刺激時間點會影響記憶的效果。先前方法要求受試者記
憶螢幕出現的字詞，同時每個字顯示時都對大腦規律施放電脈衝。結果發現，只
有在記憶功能不佳時，才有增強效果，記憶良好時反而產生反效果。因此無差別
持續刺激並不是個好方法。
然而，腦波相當複雜，該如何判讀大腦記憶的活動情形、適時給予刺激？——這
時AI就派上用場了。
用機器學習判讀腦波、精準放電
論文第一作者、賓大心理系的數據科學家埃茲亞特（Youssef Ezzyat）表示，新
研究有兩方面革新：一是研發監測腦部活動的系統，可依據大腦活動即時觸發相
應的刺激；另一方面則是具體找出新的刺激目標，即左腦外側顳葉皮質。
研究人員首先了解大腦進行記憶的腦波模式。受試者嘗試記憶螢幕上的單字時，
研究團隊同時每秒從每個電極收集數千筆數據。接下來再測試患者的回憶，並訓
練機器學習將數據與受試者記憶單詞的可能性相關聯，藉此針對特定受試者建立
出記憶成功或失敗的大腦活動模式。如此一來，AI就能從電極活動預測記憶的情
形。
接著再進行電刺激。受試者進行記憶測驗時，AI會即時分析腦活動狀態，如果預
測受試者記憶不成功時，就會迅速刺激大腦，提高記憶功能。放出的刺激是安全
範圍內的微量電脈衝，參與者並不會有感覺。這有點類似心律調節器，在心律不
整、心跳過慢時會放電，只是調節的是更複雜的腦波。研究人員表示，從感測腦
波到觸發刺激已可在幾百毫秒之內完成。
研究結果發現，這套系統平均提高患者15%的回憶能力。
四年的「修復主動記憶」研究計劃，目前結果逐漸接近目標，也就是開發可植入
式的腦神經調節系統。研究人員相信，這種刺激療法可能有很大應用潛力，將來
可望用於協助腦傷及阿茲海默症患者。
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