李　楊

破譯大腦密碼的進(jìn)程還處于初始階段，

但已經(jīng)顯示出這一領(lǐng)域的前景，同時(shí)引起了種種擔(dān)憂

眾所周知，核磁共振儀是用來檢測大腦疾病的醫(yī)學(xué)儀器。如今，科學(xué)家把它應(yīng)用到了探測人類大腦的行為意圖上。

在德國柏林的一間實(shí)驗(yàn)室里，志愿者們被先后送入一臺(tái)圓形的核磁共振儀，并完成簡單的任務(wù)，比如決定對兩個(gè)數(shù)字做加法還是減法，或者按兩個(gè)鍵中的哪一個(gè)鍵。此時(shí)，科學(xué)家正在隔壁的房間，試圖通過大腦掃描儀“閱讀”他們的思維。

進(jìn)行此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的德國科學(xué)家3月6日宣布，他們已經(jīng)能夠在人們的動(dòng)作實(shí)施之前，判斷他們接下來要做什么。而這項(xiàng)技術(shù)，就是傳說中的“讀心術(shù)”的雛形。

破譯大腦思維秘碼

這項(xiàng)始于2005年7月的研究，由位于德國柏林西南150公里的馬克斯?普朗克學(xué)院的人類認(rèn)知和腦科學(xué)部門負(fù)責(zé)。

研究者首先尋找大腦皮層中哪部分對辨別能力特別敏感。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)題目放在志愿者面前時(shí)，大腦額葉前部皮層區(qū)最為活躍。接著，他們研究哪種類型的大腦活動(dòng)與不同的判斷有關(guān)。

“如果知道尋找哪種思維信號，從理論上講，我們將來就可以準(zhǔn)確地預(yù)測到人類思維的細(xì)枝末節(jié)?！边@項(xiàng)研究的領(lǐng)頭人約翰?迪倫?海恩斯說。

北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任劉嘉和他的同事們，也在使用同樣的技術(shù)方法從事腦科學(xué)研究?！捌鋵?shí)這項(xiàng)研究并不神秘?！彼f，人類所有的精神活動(dòng)，比如悲傷和快樂，都來源于大腦的生理活動(dòng)。精神不是空的，是有物質(zhì)基礎(chǔ)的。

劉嘉舉例說，大腦里有一個(gè)被稱為“杏仁核”的區(qū)域。當(dāng)人們高興時(shí)，“杏仁核”的一部分就會(huì)興奮起來；悲傷時(shí)，另一部分就會(huì)興奮。再比如，大腦里有專門負(fù)責(zé)語言的功能區(qū)，當(dāng)人們認(rèn)真聽講時(shí)這個(gè)區(qū)域就會(huì)興奮，打瞌睡時(shí)這個(gè)區(qū)域就會(huì)受到抑制?！翱蒲腥藛T就是要像破譯密碼一樣，找到人的精神活動(dòng)和大腦生理活動(dòng)的一一對應(yīng)關(guān)系?！彼f。

那么，什么是大腦的興奮呢？核磁共振儀又是怎樣獲知大腦的興奮的？

大腦由神經(jīng)元組成，大腦的興奮首先表現(xiàn)為神經(jīng)元的活躍。當(dāng)神經(jīng)元活躍時(shí)，它每秒放電的次數(shù)就會(huì)增加，于是就需要消耗更多的能量。能量是通過血液帶來的，通過血液中的氧氣和葡萄糖等養(yǎng)分進(jìn)行補(bǔ)充。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)神經(jīng)元興奮時(shí)，大腦血流就會(huì)增加，血液攜帶的氧氣和葡萄糖比例也會(huì)相應(yīng)增加。核磁共振儀就是通過檢測血液中“氧合血紅蛋白”的含量高低，判斷大腦的某個(gè)區(qū)域是否興奮。

據(jù)悉，到目前為止，共有21個(gè)志愿者參加了德國的實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確率為71%，僅比隨機(jī)選擇高出20個(gè)百分點(diǎn)。

至于為什么目前的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確率不高，劉嘉認(rèn)為原因有二。第一是技術(shù)問題。劉嘉說，核磁共振儀的分辨率是有限的。目前核磁共振儀能觀察到的最小區(qū)域是一個(gè)3毫米×3毫米×4毫米的小立方體。而在這樣一個(gè)大小的方塊里有上百萬乃至上千萬個(gè)神經(jīng)元。劉嘉認(rèn)為，隨著技術(shù)的進(jìn)步，核磁共振儀分辨率的提高，這個(gè)問題是不難解決的。

第二個(gè)原因是個(gè)較為棘手的問題。劉嘉說，大腦是個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，德國科學(xué)家只是找到了一個(gè)做加法或者減法的主要腦區(qū)，但不知道其他腦區(qū)是否也參與這個(gè)活動(dòng)。要想搞清楚到底有多少腦區(qū)、具體哪些腦區(qū)參與這項(xiàng)工作，是一件非常復(fù)雜的事情。

從生理多導(dǎo)儀到核磁共振機(jī)

事實(shí)上，探測人類思維，在科學(xué)界這遠(yuǎn)非第一次。最早探測人類想法的儀器是測謊儀。自1895年意大利犯罪學(xué)家朗布羅梭首先使用“測謊儀”從事犯罪偵查以來，測謊技術(shù)的發(fā)展迄今已有100多年的歷史。而第一臺(tái)現(xiàn)代意義上的測謊儀是85年前美國心理學(xué)家威廉?莫爾頓?馬斯頓發(fā)明的。

測謊儀學(xué)名為生理多導(dǎo)儀。它的原理是，人在說謊時(shí)生理上會(huì)發(fā)生一系列變化，比如呼吸加快、音調(diào)升高、出汗等。研究者通過捕捉人體的這些生理變化判斷被測驗(yàn)者是否說謊。當(dāng)時(shí)由于科學(xué)家沒有找到直接了解大腦活動(dòng)的方法，只好通過大腦活動(dòng)所帶來的這些附產(chǎn)品獲取信息。

然而，測謊儀不僅準(zhǔn)確度不高，而且在“讀取”思維信息方面十分有限，對于那些不帶來生理反映的心理活動(dòng)，比如決定是做加法還是減法，就很難辨別了。以核磁共振成像技術(shù)為代表的腦成像方法，使人類第一次能夠直接且無創(chuàng)地“看到”大腦的認(rèn)知活動(dòng)。劉嘉因此把核磁共振應(yīng)用于大腦認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)比喻成生物學(xué)家有了顯微鏡、天文學(xué)家有了望遠(yuǎn)鏡。

據(jù)劉嘉介紹，核磁共振用于心理學(xué)的研究可以追溯到1995年。目前在這個(gè)領(lǐng)域研究得最好的是美國。包括耶魯大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)圣迭哥分校以及斯坦福大學(xué)等機(jī)構(gòu)，在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域都取得了很大進(jìn)展。

美國《自然》雜志的神經(jīng)科學(xué)子刊2005年發(fā)表了耶魯大學(xué)科學(xué)家把核磁共振儀應(yīng)用于大腦掃描的技術(shù)。這是國際權(quán)威雜志首次把核磁共振應(yīng)用在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的結(jié)果公布于世。只不過，當(dāng)時(shí)讓志愿者回答的題目是：看到的是朝左的線條還是朝右的線條。

據(jù)英國《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，今年1月底，美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)、斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院的科學(xué)家，讓26名志愿者躺在核磁共振掃描器中，每人用20美元購買商品。掃描顯示，當(dāng)志愿者看到他們有興趣購買的東西時(shí)，大腦快樂區(qū)域之一的伏隔核就變得活躍起來。

然而當(dāng)商品價(jià)格過高時(shí)，出現(xiàn)了兩個(gè)現(xiàn)象：與痛苦相連的大腦島葉開始活躍，而與平衡得失相連的前額葉皮層受到抑制。通過觀察大腦不同區(qū)域的活躍模式，研究人員可以在志愿者說出決定之前預(yù)測他們會(huì)購買哪件商品。

懸在頭上的達(dá)摩克利斯劍？

“這確實(shí)很神奇，”參與德國馬克斯?普朗克學(xué)院試驗(yàn)的21歲志愿者坦娜?施泰納巴赫說，“但自從我知道他們只有通過特定機(jī)器才能讀取人們的思想之后，我并不擔(dān)心街上的每個(gè)人都能猜到我在想什么?！?/p>

“這一技術(shù)首次給了我們一種可能性，讓我們探測別人在想什么、心情如何，而他們沒有能力阻止我們?！彼固垢４髮W(xué)教授漢克?格瑞說，“你想將秘密隱藏在心里的想法將會(huì)在未來被完全改變?！?/p>

格瑞教授的話聽上去有些讓人毛骨悚然。這讓一些倫理學(xué)家產(chǎn)生擔(dān)憂，他們認(rèn)為這一技術(shù)將會(huì)被權(quán)威機(jī)構(gòu)、商人或雇主濫用，以達(dá)到他們的目的。倫理學(xué)家認(rèn)為，無論是生理多導(dǎo)儀、核磁共振機(jī)，還是未來新的儀器，都是針對人類精神的器械，是懸在人們頭上的一把達(dá)摩克利斯劍。當(dāng)“投保、員工考核和情感測試”也用上了此類儀器，而且這些“偷聽”人類潛意識的儀器一時(shí)熱炒脫銷的時(shí)候，人們即可看到一個(gè)拷問精神的幽靈在大地上游蕩。

一些主張意志自由的人們也對思維閱讀技術(shù)表示出關(guān)心，他們認(rèn)為在疑犯供出罪狀之前，權(quán)威部門采用這一技術(shù)對嫌疑人進(jìn)行窺探將會(huì)成為一種趨勢，就像2002年科幻電影《少數(shù)派報(bào)告》中那樣：美國已經(jīng)建立了國家DNA數(shù)據(jù)庫，并允許權(quán)威機(jī)構(gòu)強(qiáng)行對有暴力傾向的人進(jìn)行追蹤。此外，政府也有權(quán)將可能導(dǎo)致犯罪行為的人在犯下罪行前把他關(guān)起來。

“那僅僅是一種科幻?！眲⒓握f，人類的大腦是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，人腦有500億到1000億個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元大約和13000個(gè)神經(jīng)元相連接。要想了解這個(gè)系統(tǒng)是如何工作的，是一件非常難的事情。科學(xué)家現(xiàn)在只能對一些簡單設(shè)問進(jìn)行判斷，要了解人類復(fù)雜的思維意識幾乎是一件不可能的事。

據(jù)劉嘉介紹，目前在哲學(xué)上存在兩派意見。一派認(rèn)為人是能夠了解人類的智能的；而另一派認(rèn)為，由于人類的大腦過于復(fù)雜，人永遠(yuǎn)也認(rèn)識不了它。諾貝爾獎(jiǎng)得主、DNA的發(fā)現(xiàn)者之一的克里克晚年轉(zhuǎn)入了對人類意識的研究。但他的研究在實(shí)證科學(xué)上毫無進(jìn)展，僅僅停留在哲學(xué)討論上。

盡管存在爭議，但海恩斯堅(jiān)信他的研究還是會(huì)有很多良性的實(shí)際應(yīng)用。他說，從罪犯的審訊到航空安檢，都可以借助這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)。另外，海恩斯還說，運(yùn)用思維閱讀技術(shù)可以研發(fā)這樣一臺(tái)機(jī)器，通過反饋大腦信息，幫助癱瘓病人切換電視頻道、上網(wǎng)以及操作許多小型機(jī)器設(shè)備。

劉嘉也認(rèn)為這項(xiàng)研究存在廣闊的應(yīng)用前景?！叭绻覀兡芨闱宄四X在識別、理解面孔等自然圖象方面是如何計(jì)算和分析的，就可以讓計(jì)算機(jī)幫助我們做很多事情，比如抓恐怖分子以及實(shí)現(xiàn)汽車的無人駕駛等?！彼f。

海恩斯說：“我們已經(jīng)邁出了第一步，找到大腦中控制判斷的特殊區(qū)域，并能理解一部分腦語言，但要制造一臺(tái)破譯大腦密碼的機(jī)器并不簡單，前面還有很長的路要走。”