英伟达分享：虚拟现实如何揭开人类记忆的分子密码
虚拟现实如何揭开人类记忆的分子密码
（映维网Nweon 2025年12月23日）VR等沉浸式技术正在越来越多的行业实现应用。日前，英伟达发布博文，介绍了虚拟现实技术是如何帮助科学家探索人类记忆的奥秘：
马萨诸塞州的一个实验室正借助英伟达RTX GPU、惠普Z系列工作站和虚拟现实技术来研究人类记忆功能的分子机制。
柏拉图的理论指出，当人类经历一件事时，大脑会发生某种程度的变化，而这种变化正是由记忆——特别是长期记忆——所驱动的。
位于马萨诸塞州伍兹霍尔的海洋生物学实验室里，纽约大学神经科学教授安德烈·芬顿和威斯康星大学麦迪逊分校细胞与再生生物学助理教授阿布舍克·库马尔正在研究这种变化。
芬顿说道：“我一生的工作就是为了理解思维如何运作，特别是理解记忆——它不仅仅是大脑中过去的痕迹，更是大脑得以预测未来的依据。”
研究人员通过利用英伟达RTX GPU和惠普Z系列工作站来可视化海量数据集，并整合定制AI工具及专为科学探索设计的虚拟现实平台syGlass，从而将他们的研究项目提升到了一个新的水平。
所述项目同时获得了美国国家心理健康研究所和Chan Zuckerberg Initiative（扎克伯格夫妇设立的慈善机构）的资助支持。
揭示“神经森林”
记忆是大脑海马体的职责所在。这个形似海马的C形结构，是MBL研究小组的主要关注点。
芬顿将海马体内的细胞群描述为一片森林，其中数十亿个神经元看起来像微小的树干，而从树干延伸出的线条则像树叶。
神经元的细胞核（左）和树突（右，即神经细胞的分支状延伸）的投影图像
团队正在研究这些“树叶”中的一小部分——它们代表着蛋白质标记物：一项极其繁琐的任务，因为它们的长度大约只有一微米。研究人员必须在大脑细胞的“森林”中搜索正确的蛋白质标记物，而这些标记物仅占海马体中所有蛋白质标记物的大约1%。
研究人员希望简化研究这些蛋白质及其不同结构可能揭示的记忆编码信息的过程。
在引入英伟达和惠普技术之前，收集和分析足够多的蛋白质标记物三维体数据是项目的瓶颈。
芬顿说道：“这是一个巨大的计算挑战，而惠普和英伟达技术使我们能够完成第一步：捕捉、检查和存储三维图像数据。”
利用所述技术，海洋生物学实验室的研究人员捕捉了10太字节的三维体数据，随后进行了人工视觉质量检查。
理解记忆或可预防神经疾病
团队的最终目标是在分子水平上发现记忆的功能，这可以推动对与神经认知相关的脑部疾病（如阿尔茨海默病和痴呆症）根本原因的研究。
芬顿解释道：“人们通常不会认为记忆是他们心理健康的一部分，但几乎所有的精神功能障碍都取决于你的大脑存储了什么——信念、预期、焦虑以及你期待的事情。这些都是当你拥有记忆时发生的不同方面，因此几乎所有的神经精神疾病及其干预都依赖于对这种理解。”
作为解决这些大规模问题的第一步，研究人员正在研究当蛋白质错误定位到海马体中的不同位置时，记忆会受到怎样的影响。
团队同时通过高分辨率3D图像，研究脑细胞结构与功能之间的关联。
库马尔指出：“如果我们能理解某物是如何构建的，那么当它出现问题时，我们就可以剖析它并找到问题的根源。这正是我们试图做的：理解我们如何保留记忆，这样一旦出现问题，我们就知道如何修复。”
赋能虚拟现实与学生探索
在惠普Z6台式工作站使用syGlass（运行于英伟达RTX GPU），将研究人员的研究工作从一项耗时操作转变为交互式的科学探索——非常适合吸引高中生参与。
库马尔表示：“惠普-英伟达-syGlass系统让我们得以创新，并让三名高中实习生参与其中。他们对我们研究的科学有抽象的兴趣，而我们认识到，syGlass的虚拟现实体验可能会吸引住他们。我们是对的。”
今年夏天，研究人员将这三名充满好奇的学生带进了实验室，让他们使用VR头显来分析记忆蛋白质，这使他们能够看到数据的三维可视化图像。
他们的任务是找出与记忆相关的特定蛋白质并进行标记。这听起来可能很简单，但实习生们必须在数十亿个神经元的“海洋”中筛选，仅找出与研究相关的数千个蛋白质标记物。
由于这个试点项目的成功，团队现在正计划为该项目扩大高中生研究机会。
芬顿表示：“为什么只停留在三名学生呢？。明年，可能在多个地点会有十名学生，在他们学习大脑知识的同时，帮助我们了解大脑。”
