近日，加州大學伯克利分校的神經學家們正在開發一種全息腦調節器，利用全息投影進入大腦，模仿大腦活動的真實模式，改變大腦已經看到或感覺到的東西。

大腦是通過神經元之間傳遞神經信號，刺激蛋白質的活動來實現信息接收及記憶的形成，它包含的2000到3000個神經元，每一個都含有蛋白質。

全息腦調節器通過以每秒300次的頻率的光線脈衝，一次照射50個神經元，當每次神經細胞受到投影的光線照射時，受到刺激的神經開始傳遞神經信號，蛋白質會開啓或關閉細胞併產生活動反應，達到激活或抑制神經元的效果，進而實現對大腦活動的模擬。

要突破的關鍵一點是找到一種方法來針對每個細胞而不是一次刺激所有細胞，而且每次都是不同羣組的神經元。

爲了讓光線能針對照射到每個細胞體，科學家們決定採用計算機生成全息投影，通過彎曲聚焦光線來形成三維空間模型，就像是懸浮在空中的3D圖像。

在這種情況下，全息圖像被投射到大腦皮質表面的一層薄薄的大腦組織中，大約只有十分之一毫米厚，不過卻是一個通向大腦的接口。

這樣一來，就可以精確地從空間和時間上控制要激活的神經元。不同區域的神經元的活動決定不同的感官感受，從而達到控制感覺等大腦活動的目的。

該項研究主要是由加州大學伯克利分校的博士後研究員Alan Mardinly與Nicolas Pegard等研究人員合作的。

Alan Mardinly主要負責神經生物學和神經科學方面的內容，他於2013年在哈佛大學獲得博士學位後，在哈佛醫學院做了一段時間博士後研究員，之後便加入到加州大學伯克利分校，從事操縱神經活動來探測學習和感知方面的研究。

而Nicolas Pegard則於2014年畢業於普林斯頓大學獲得電氣工程博士學位後，又來到加州大學伯克利分校做博士後研究員，他的研究興趣在於神經科學和光學的交集方向，在目前的項目中開發用於功能性腦成像和光刺激的新型光學方法。

Pégard開發了這次腦調節器使用的全息投影系統，該系統使用液晶屏幕，像全息照片一樣，利用從40W激光器射出的的光線形成所需的3D圖像，激光器每微秒發射300飛秒的脈衝。他和同事在去年發表的一篇論文中稱這種設備稱爲3D-SHOT，用在短時間聚焦的三維全息光遺傳學上。

這些技術都是爲了實現破解大腦活動的模式，然後學習複製它，進而讓人們擁有控制自己思想、記憶、感覺和情感的能力。根據這項研究，從理論上來講，可以實現編輯感覺，修改記憶，植入意識等。

但目前研究人員目標是通過不斷地觀察神經活動，來根據活動決定激活哪組神經元以模擬大腦實際反應的模式和節奏，這樣一來就可以代替損傷的失去感覺的周圍神經，應用在讓截肢者控制假肢等方面。

不過現在這項技術還沒有完全成熟，雖然研究人員在小鼠實驗中成功地激活了老鼠大腦的50組神經元，但這還不足以模擬出複雜的人腦活動。

對此，科學家們相信全息腦調節器未來將能夠擴展到激活調節成千上萬個神經元，他們的最終目標是能夠實時監控和記錄大腦活動進而可以控制大腦，而全息照相設備的大小未來也可以縮小到便攜揹包的大小。

未來，他們計劃開始捕捉大腦皮層中的真實活動模式，進行如何通過其全息系統重現感覺和感知的研究。