
功能磁共振成像扫描测量大脑周围血流的变化。图片:ORION 制作/Shutterstock.com
一个解码器可以重构人们的思想研究人员通过分析他们的大脑扫描结果开发出了这种方法。与其他需要使用手术植入电极来破译心理活动的技术不同,这种新方法依赖于功能性磁共振成像(fMRI)记录,因此提供了破译连续语言的非侵入性方法。
正在讲话科学家德克萨斯大学奥斯汀分校的神经科学家亚历山大·胡斯 (Alexander Huth) 表示,“如果你二十年前问世界上任何一位认知神经科学家这是否可行,他们都会把你从房间里笑出来。”描述他们的突破尚未经过同行评审的研究休斯和他的同事解释了他们的解码器如何应用于“未来的多用途脑机接口”。
此类设备通常用作沟通辅助工具由无法说话的人设计,具有能够检测单个神经元实时放电模式的电极阵列。相比之下,Huth 的方法使用功能磁共振成像来观察大脑周围血流的变化,并将这些变化与用户的想法进行映射。
研究人员通过扫描三名志愿者在 16 小时内收听播客和故事时的大脑来训练他们的算法。根据这些功能磁共振成像记录,解码器可以开始预测大脑活动的某些模式如何与语义思维表征相关联。
作者在预印本中写道:“该解码器生成可理解的单词序列,可以恢复感知语音、想象语音甚至无声视频的含义,这表明单一语言解码器可以应用于一系列语义任务。”
除了准确预测所听到的短语外,该算法还可以正确解释参与者在脑海中讲述的短篇故事,这表明这种方法可能适合那些无法大声沟通。
由于尚不完全清楚哪些皮层回路代表语言,研究人员在三个独立的大脑网络上训练解码器:经典语言网络、顶叶-颞叶-枕叶关联网络和前额叶网络。令人着迷的是,他们发现这些分组中的每一个都可以用来解码单词序列,这表明通过独立地关注这些网络中的任何一个来解释思想是可能的。
尽管有这些令人印象深刻的发现,研究作者指出,“虽然我们的解码器成功地重建了语言刺激的含义,但它常常无法恢复准确的单词。”
根据胡斯的说法,该系统在代词以及区分第一人称和第三人称言语方面遇到的困难最大。 “[它]非常准确地知道发生了什么,但不知道是谁在做这些事情,”他说。
最后,研究人员试图通过测试解码器是否可以在未经某人同意或合作的情况下破译某人的想法来解决人们对心理隐私的担忧。令人高兴的是,他们发现,当用户通过命名和成像动物来分散自己的注意力时,该算法无法重建用户的语义思维。
作者还指出,根据一个人的大脑扫描进行训练的解码器无法用于重建另一个人的语言。
[H/T:科学家]