掃描大腦活動破譯人類思想 _大腦

通過掃描大腦活動，科學家試圖破譯人們的思維、美夢，甚至意圖。但是，設計一個解碼大腦的模型非常困難。

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計算機程序通過分析大腦掃描的細節，推測參與者看到的影片是什么。
圖片來源：KEVORK DJANSEZIAN/GETTY
Jack Gallant坐在自己位于美國加州大學伯克利分校的實驗室里，他盯著電腦屏幕，正試著破譯某個人的思維。
在屏幕的左邊是一些電視短片資料：在進行腦部掃描時，Gallant為研究參與者放映了這些影片。屏幕右邊，計算機程序正在分析大腦掃描的細節，以便推測參與者當時看到的是什么影片。
【掃描大腦活動破譯人類思想】Anne Hathaway的臉出現在了從電影《新娘大戰》中剪下的片段上，她正與Kate Hudson熱烈地交談。計算程序明確地為她們貼上了“女人”和“交談”這些詞語。另一個展現水下野生生物的短片出現后，該程序不斷“掙扎”，最后假設性地提出了“鯨魚”和“游泳”等文字。
“這是一只海牛，但是它（程序）不知道這是什么。”Gallant說。研究人員還需要通過向該程序展示圖像和電視片段觸發的一系列大腦活動模型來培訓這個程序。他的計算機程序曾經遇到過大型水棲哺乳動物，但是沒遇到過海牛。
來自世界各地的研究小組正在使用類似技術試著解碼腦部掃描，從而破譯人們看什么、聽什么、感覺到了什么，以及他們記得甚至夢見了什么。有媒體報道稱，這些技術將讀心術“從幻想帶到了現實” ，并且“能夠影響我們做任何事情的方式” 。
盡管有公司開始使用市場調查和測謊儀等方式解讀大腦，但是科學家更傾向于使用相關技術探索大腦本身。Gallant和同行們正努力挖掘那些不同的大腦模型背后隱藏著什么，以及希望能找出大腦用來感知外界的編碼和算法。他們希望這些技術能夠告知他們管理大腦組織的基本原則，以及它是如何編碼記憶、行為和情緒的。
超越生物學
解碼大腦的提議始于10年前。當時，神經系統學家認識到，他們使用功能性磁共振成像（fMRI）得出的腦部掃描中存在許多未開發的信息。為了分析腦活動模式，科學家將大腦劃分成不同立體像素——像素的三維等價物，并主要致力于解答哪些立體像素最能反映刺激。最終研究人員總結出哪些區域負責處理面部表情。
解碼技術將審查大腦掃描中更多的信息，它們通過強弱應答來鑒定更細微的腦活動模式。例如，之前有研究已經證明，物體并不只被一個非常活躍的小區域編碼，它同時還被更多的分散式陣列編碼。
一旦該程序獲得足夠的樣本，它就能夠推斷受試者在看什么或思考什么。這些已經超越了劃分大腦區塊。而進一步關注這些模型能夠讓研究人員從詢問“在大腦的哪個部分”等簡單問題，到證明有關心理過程本質的假設理論。美國得克薩斯大學fMRI專家Russell Poldrack表示，解碼使得研究人員能夠檢驗那些現存的預測大腦如何執行任務的心理學理論。
Gallant的實驗室使用了第一人稱、戰爭題材的視頻游戲《反恐精英》，以設法驗證他們是否能夠解碼向左走或向右走、追擊敵人或開火的意圖。但是，他們只能解碼來回走動的意圖，fMRI數據中的所有其他信息則被淹沒在參與者的情緒中。
對于夢境的研究也是這樣。日本國際電氣通信基礎技術研究所（ATR）計算神經系統科學實驗室的Yukiyasu Kamitani及其同事，讓受試者在掃描儀中入睡，然后定期喚醒他們，讓他們回想自己看到了什么。該研究小組首先試圖重建他們夢境中真實的視覺信息，但最后依然還是求助于各種關鍵詞。不過該研究預測準確率約為60% 。