編譯/韋士塔
科學家長期以來不斷嘗試解讀人類的大腦活動,希望了解人類的思想。過去的技術須使用各種裝置讀取數據,例如:貼在頭皮上的偵測器,或者在大腦植入電極;然而,傳統的技術仍無法準確掌握大腦的思惟,而侵入性的設備也有一定的風險,可能傷害極其複雜的腦部結構及功能。
如今,美國德州大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)的研究人員,已開發出一項不須接觸人類頭部,就能解讀人類思想的技術。研究團隊指出,這種非侵入性腦部掃描技術稱為「功能性磁共振成像」(fMRI),有可能成為腦機介面(brain-computer interface)的下一步,為無法說話或打字的人提供輔助。
德大奧斯汀分校的認知神經科學家胡斯(Alexander Huth)表示,fMRI技術能追蹤含氧血液在大腦流動的狀況,由於活躍的腦細胞需要更多的能量及氧氣,追蹤其活動將可間接測量大腦的活動。
胡斯指出,這種掃描模式無法即時捕捉大腦活動,因為腦細胞釋放電磁訊號的速度,遠比血液在大腦流動的速度快。儘管如此,這項技術仍可解讀人們的思想。
胡斯表示:「20年前,任何一位認知神經科學家都會把fMRI的構想當成一個笑話,但現在我們證實,這種『解碼器』確實能夠在未接觸腦部的狀況下,解讀人類的思想。」
研究團隊在實驗過程,掃描受測者的大腦;受測者在掃描儀中,總共收聽各種廣播內容16個小時。研究人員把掃描結果輸入「解碼器」,由電腦透過演算法把音頻的形式與大腦記錄的活動進行比較。胡斯指出,演算法根據fMRI的紀錄生成完整的故事,與廣播的實際內容非常接近,也就是說,「解碼器」可以根據大腦活動推斷受測者聽到的內容。
除了廣播的內容,這項技術也能解讀受測者觀看的無聲電影情節,甚至能讀取受測者自行在腦海想像的故事。胡斯指出,fMRI仍有許多問題需要改善,例如:經常混淆第一人稱及第三人稱。
對於解讀大腦想法涉及的隱私權問題,胡斯表示,研究團隊非常審慎,也非常重視心理隱私,也將確保「解碼器」會在參與者自願合作的情況下運作。
日本京都大學計算神經科學家神谷之康(Yukiyasu Kamitani)也是相關領域的專家,他的研究團隊已開發出以人工智慧(AI)解碼腦波的新技術,根據腦波顯示的影像,創造出相應的圖片,這種從人類大腦活動可視化感知過程的技術,稱為「深度圖像重建」(deep image reconstruction)。對於德大奧斯汀分校的新技術,神谷之康說,非常樂見非侵入式解碼器生成可理解的語言序列,德大奧斯汀分校的研究,將為腦機介面的應用奠定堅實的基礎。