近日，加州大学伯克利分校的神经学家们正在开发一种全息脑调节器，利用全息投影进入大脑，模仿大脑活动的真实模式，改变大脑已经看到或感觉到的东西。

大脑是通过神经元之间传递神经信号，刺激蛋白质的活动来实现信息接收及记忆的形成，它包含的2000到3000个神经元，每一个都含有蛋白质。

全息脑调节器通过以每秒300次的频率的光线脉冲，一次照射50个神经元，当每次神经细胞受到投影的光线照射时，受到刺激的神经开始传递神经信号，蛋白质会开启或关闭细胞并产生活动反应，达到激活或抑制神经元的效果，进而实现对大脑活动的模拟。

要突破的关键一点是找到一种方法来针对每个细胞而不是一次刺激所有细胞，而且每次都是不同群组的神经元。

为了让光线能针对照射到每个细胞体，科学家们决定采用计算机生成全息投影，通过弯曲聚焦光线来形成三维空间模型，就像是悬浮在空中的3D图像。

在这种情况下，全息图像被投射到大脑皮质表面的一层薄薄的大脑组织中，大约只有十分之一毫米厚，不过却是一个通向大脑的接口。

这样一来，就可以精确地从空间和时间上控制要激活的神经元。不同区域的神经元的活动决定不同的感官感受，从而达到控制感觉等大脑活动的目的。

该项研究主要是由加州大学伯克利分校的博士后研究员Alan Mardinly与Nicolas Pegard等研究人员合作的。

Alan Mardinly主要负责神经生物学和神经科学方面的内容，他于2013年在哈佛大学获得博士学位后，在哈佛医学院做了一段时间博士后研究员，之后便加入到加州大学伯克利分校，从事操纵神经活动来探测学习和感知方面的研究。

而Nicolas Pegard则于2014年毕业于普林斯顿大学获得电气工程博士学位后，又来到加州大学伯克利分校做博士后研究员，他的研究兴趣在于神经科学和光学的交集方向，在目前的项目中开发用于功能性脑成像和光刺激的新型光学方法。

Pégard开发了这次脑调节器使用的全息投影系统，该系统使用液晶屏幕，像全息照片一样，利用从40W激光器射出的的光线形成所需的3D图像，激光器每微秒发射300飞秒的脉冲。他和同事在去年发表的一篇论文中称这种设备称为3D-SHOT，用在短时间聚焦的三维全息光遗传学上。

这些技术都是为了实现破解大脑活动的模式，然后学习复制它，进而让人们拥有控制自己思想、记忆、感觉和情感的能力。根据这项研究，从理论上来讲，可以实现编辑感觉，修改记忆，植入意识等。

但目前研究人员目标是通过不断地观察神经活动，来根据活动决定激活哪组神经元以模拟大脑实际反应的模式和节奏，这样一来就可以代替损伤的失去感觉的周围神经，应用在让截肢者控制假肢等方面。

不过现在这项技术还没有完全成熟，虽然研究人员在小鼠实验中成功地激活了老鼠大脑的50组神经元，但这还不足以模拟出复杂的人脑活动。

对此，科学家们相信全息脑调节器未来将能够扩展到激活调节成千上万个神经元，他们的最终目标是能够实时监控和记录大脑活动进而可以控制大脑，而全息照相设备的大小未来也可以缩小到便携背包的大小。

未来，他们计划开始捕捉大脑皮层中的真实活动模式，进行如何通过其全息系统重现感觉和感知的研究。