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    讀心術(shù)：這是一門(mén)科學(xué)。通過(guò)掃描大腦活動(dòng)，科學(xué)家試圖破譯人們的思維、美夢(mèng)，甚至意圖。但是，設計一個(gè)解碼大腦的模型非常困難。
    JackGallant坐在自己位于美國加州大學(xué)伯克利分校的實(shí)驗室里，他盯著(zhù)電腦屏幕，正試著(zhù)破譯某個(gè)人的思維。
    在屏幕的左邊是一些電視短片資料：在進(jìn)行腦部掃描時(shí)，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(shí)看到的是什么影片。
    AnneHathaway的臉出現在了從電影《新娘大戰》中剪下的片段上，她正與KateHudson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(yǔ)。另一個(gè)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(yú)”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(shuō)。研究人員還需要通過(guò)向該程序展示圖像和電視片段觸發(fā)的一系列大腦活動(dòng)模型來(lái)培訓這個(gè)程序。他的計算機程序曾經(jīng)遇到過(guò)大型水棲哺乳動(dòng)物，但是沒(méi)遇到過(guò)海牛。
 

    來(lái)自世界各地的研究小組正在使用類(lèi)似技術(shù)試著(zhù)解碼腦部掃描，從而破譯人們看什么、聽(tīng)什么、感覺(jué)到了什么，以及他們記得甚至夢(mèng)見(jiàn)了什么。有媒體報道稱(chēng)，這些技術(shù)將讀心術(shù)“從幻想帶到了現實(shí)”，并且“能夠影響我們做任何事情的方式”。

    盡管有公司開(kāi)始使用市場(chǎng)調查和測謊儀等方式解讀大腦，但是科學(xué)家更傾向于使用相關(guān)技術(shù)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(zhù)什么，以及希望能找出大腦用來(lái)感知外界的編碼和算法。他們希望這些技術(shù)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(xué)

    解碼大腦的提議始于10年前。當時(shí)，神經(jīng)系統學(xué)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(kāi)發(fā)的信息。為了分析腦活動(dòng)模式，科學(xué)家將大腦劃分成不同立體像素——像素的三維等價(jià)物，并主要致力于解答哪些立體像素最能反應刺激。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(shù)將審查大腦掃描中更多的信息，它們通過(guò)強弱應答來(lái)鑒定更細微的腦活動(dòng)模式。例如，之前有研究已經(jīng)證明，物體并不只被一個(gè)非常活躍的小區域編碼，它同時(shí)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(jīng)超越了劃分大腦區塊。而進(jìn)一步關(guān)注這些模型能夠讓研究人員從詢(xún)問(wèn)“在大腦的哪個(gè)部分”等簡(jiǎn)單問(wèn)題，到證明有關(guān)心理過(guò)程本質(zhì)的假設理論。美國得克薩斯大學(xué)fMRI專(zhuān)家RussellPoldrack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(wù)的心理學(xué)理論。

    Gallant的實(shí)驗室使用了第一人稱(chēng)、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(kāi)火的意圖。但是，他們只能解碼來(lái)回走動(dòng)的意圖，fMRI數據中的所有其他信息則被淹沒(méi)在參與者的情緒中。

    對于夢(mèng)境的研究也是這樣。日本國際電氣通信基礎技術(shù)研究所（ATR）計算神經(jīng)系統科學(xué)實(shí)驗室的YukiyasuKamitani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(mèng)境中真實(shí)的視覺(jué)信息，但最后依然還是求助于各種關(guān)鍵詞。不過(guò)該研究預測準確率約為60%。

    逆向工程

    解碼大腦依賴(lài)于這樣一個(gè)事實(shí)：大腦活動(dòng)和外部世界的相互關(guān)系能夠被確認。而且如果所有你想要做的是使用一個(gè)簡(jiǎn)單的腦信號來(lái)指揮一只機械手臂，那么簡(jiǎn)單地識別這些聯(lián)系就足夠了。但是，Gallant等人希望能做得更多，他們試圖找出大腦是如何組織和儲藏信息的。

    Gallant表示，這項工作并不簡(jiǎn)單。每個(gè)腦區域都從其他區域網(wǎng)絡(luò )中獲取信息，并將它們聯(lián)系起來(lái)，也可能會(huì )改變其表現方式。神經(jīng)系統學(xué)家必須了解每個(gè)點(diǎn)發(fā)生的轉變是什么。但與其他工程項目不同，大腦不是按照一定規則被放在一起的，而是必須要對人類(lèi)思維和數學(xué)模型有意義。

    “我們沒(méi)有設計大腦，而是要計算它如何工作。”Gallant說(shuō)，“我們確實(shí)沒(méi)有公式來(lái)模擬這類(lèi)系統。”即使擁有每個(gè)腦區域內容的足夠數據，研究人員也可能無(wú)法得到一系列公式來(lái)描述它們、它們的關(guān)系以及隨著(zhù)時(shí)間的改變。

    英國劍橋醫學(xué)研究理事會(huì )（MRC）認知與腦科學(xué)部計算神經(jīng)學(xué)家NikolausKriegeskorte指出，即便想要弄清楚視覺(jué)信息是如何被編碼的也十分困難——盡管視覺(jué)系統是大腦中已被最好了解的部分。“視覺(jué)是人工智能中的困難問(wèn)題之一，但我們認為它要比下棋或證明定理更簡(jiǎn)單。”他說(shuō)。

    但是，有很多問(wèn)題要認真處理：神經(jīng)束如何描繪臉等事物、信息是如何在視覺(jué)系統中不同區域間移動(dòng)的，以及代表一張面孔的神經(jīng)編碼是如何改變的。由下而上、從神經(jīng)到神經(jīng)來(lái)建筑一個(gè)模型過(guò)于復雜，Kriegeskorte研究小組正將現存的視覺(jué)模型與大腦數據相比較，以便確定哪些組合最適合。

    現實(shí)世界

    設計一個(gè)解碼大腦的模型非常困難。解碼器通常以個(gè)體大腦為基礎，除非它們要計算一些二項選擇等非常簡(jiǎn)單的東西——人們在看圖A還是圖B。但是，數個(gè)研究小組正致力于設計一刀切的模式。“每個(gè)人的大腦有一點(diǎn)點(diǎn)不同。”美國新罕布什爾州達特茅斯學(xué)院的JimHaxby說(shuō)。他也在致力于相關(guān)研究。此刻，他說(shuō)：“你只是不能足夠好地排列這些腦活動(dòng)模型。”

    標準化對于許多熱門(mén)的大腦解碼應用程序而言可能是必要的，后者可能涉及解讀人們隱藏或無(wú)意識的思想。盡管這些應用程序還未實(shí)現，但已經(jīng)有公司躍躍欲試。英國倫敦大學(xué)學(xué)院的John-DylanHaynes表示，他最近正與戴姆勒汽車(chē)公司接洽，該公司詢(xún)問(wèn)是否有程序能夠解碼市場(chǎng)調查研究中受試者隱藏著(zhù)的偏好。

    Haynes指出，這種程序原則上有，但是當前方法無(wú)法解答一個(gè)人更喜歡30個(gè)不同產(chǎn)品中的哪個(gè)，“我確定，現在，傳統市場(chǎng)研究技術(shù)要好得多”。Haynes還在進(jìn)行一項研究，參與者在數個(gè)虛擬房屋中進(jìn)出，然后當他們在另一個(gè)區域活動(dòng)時(shí)，研究人員對他們進(jìn)行大腦掃描。

    初步結果顯示，該研究小組能夠確定哪座房屋受試者之前到過(guò)。這暗示，此類(lèi)技術(shù)可能揭示受試者之前是否見(jiàn)過(guò)犯罪場(chǎng)景。這些研究尚未發(fā)表，Haynes就立刻指出在執法機關(guān)使用此類(lèi)技術(shù)的限制。如果一個(gè)人在一個(gè)建筑里，但是不記得了呢？嫌疑犯也可能會(huì )糊弄解碼器。

    其他科學(xué)家也駁回了埋藏的記憶能通過(guò)解碼而正確地被揭示。即便其他因素不考慮，你需要一臺15噸、價(jià)值300萬(wàn)美元的fMRI機器。現在，心理學(xué)家更加依賴(lài)更便宜的方式來(lái)了解人們的想法。“此時(shí)，要知道一個(gè)人做什么的最好方法是，問(wèn)他們。”Haynes說(shuō)。