“讀心術”走近現實

李　楊

破譯大腦密碼的進程還處于初始階段，

但已經顯示出這一領域的前景，同時引起了種種擔憂

眾所周知，核磁共振儀是用來檢測大腦疾病的醫學儀器。如今，科學家把它應用到了探測人類大腦的行為意圖上。

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

進行此項實驗的德國科學家3月6日宣布，他們已經能夠在人們的動作實施之前，判斷他們接下來要做什么。而這項技術，就是傳說中的“讀心術”的雛形。

破譯大腦思維秘碼

這項始于2005年7月的研究，由位于德國柏林西南150公里的馬克斯?普朗克學院的人類認知和腦科學部門負責。

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

“如果知道尋找哪種思維信號，從理論上講，我們將來就可以準確地預測到人類思維的細枝末節。”這項研究的領頭人約翰?迪倫?海恩斯說。

北京師范大學認知神經科學與學習國家重點實驗室副主任劉嘉和他的同事們，也在使用同樣的技術方法從事腦科學研究。“其實這項研究并不神秘。”他說，人類所有的精神活動，比如悲傷和快樂，都來源于大腦的生理活動。精神不是空的，是有物質基礎的。

劉嘉舉例說，大腦里有一個被稱為“杏仁核”的區域。當人們高興時，“杏仁核”的一部分就會興奮起來；悲傷時，另一部分就會興奮。再比如，大腦里有專門負責語言的功能區，當人們認真聽講時這個區域就會興奮，打瞌睡時這個區域就會受到抑制。“科研人員就是要像破譯密碼一樣，找到人的精神活動和大腦生理活動的一一對應關系。”他說。

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？

大腦由神經元組成，大腦的興奮首先表現為神經元的活躍。當神經元活躍時，它每秒放電的次數就會增加，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分進行補充。科學家發現，當神經元興奮時，大腦血流就會增加，血液攜帶的氧氣和葡萄糖比例也會相應增加。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，判斷大腦的某個區域是否興奮。

據悉，到目前為止，共有21個志愿者參加了德國的實驗，準確率為71%，僅比隨機選擇高出20個百分點。

至于為什么目前的實驗準確率不高，劉嘉認為原因有二。第一是技術問題。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域是一個3毫米×3毫米×4毫米的小立方體。而在這樣一個大小的方塊里有上百萬乃至上千萬個神經元。劉嘉認為，隨著技術的進步，核磁共振儀分辨率的提高，這個問題是不難解決的。

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

從生理多導儀到核磁共振機

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

測謊儀學名為生理多導儀。它的原理是，人在說謊時生理上會發生一系列變化，比如呼吸加快、音調升高、出汗等。研究者通過捕捉人體的這些生理變化判斷被測驗者是否說謊。當時由于科學家沒有找到直接了解大腦活動的方法，只好通過大腦活動所帶來的這些附產品獲取信息。

然而，測謊儀不僅準確度不高，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，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為代表的腦成像方法，使人類第一次能夠直接且無創地“看到”大腦的認知活動。劉嘉因此把核磁共振應用于大腦認知神經科學比喻成生物學家有了顯微鏡、天文學家有了望遠鏡。

據劉嘉介紹，核磁共振用于心理學的研究可以追溯到1995年。目前在這個領域研究得最好的是美國。包括耶魯大學、麻省理工學院、加州大學圣迭哥分校以及斯坦福大學等機構，在認知神經科學領域都取得了很大進展。

美國《自然》雜志的神經科學子刊2005年發表了耶魯大學科學家把核磁共振儀應用于大腦掃描的技術。這是國際權威雜志首次把核磁共振應用在認知神經科學的結果公布于世。只不過，當時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。

據英國《金融時報》報道，今年1月底，美國卡內基-梅隆大學、斯坦福大學、麻省理工學院的科學家，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，當志愿者看到他們有興趣購買的東西時，大腦快樂區域之一的伏隔核就變得活躍起來。

然而當商品價格過高時，出現了兩個現象：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域的活躍模式，研究人員可以在志愿者說出決定之前預測他們會購買哪件商品。

懸在頭上的達摩克利斯劍？

“這確實很神奇，”參與德國馬克斯?普朗克學院試驗的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器才能讀取人們的思想之后，我并不擔心街上的每個人都能猜到我在想什么。”

“這一技術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。”斯坦福大學教授漢克?格瑞說，“你想將秘密隱藏在心里的想法將會在未來被完全改變。”

格瑞教授的話聽上去有些讓人毛骨悚然。這讓一些倫理學家產生擔憂，他們認為這一技術將會被權威機構、商人或雇主濫用，以達到他們的目的。倫理學家認為，無論是生理多導儀、核磁共振機，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摩克利斯劍。當“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熱炒脫銷的時候，人們即可看到一個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表示出關心，他們認為在疑犯供出罪狀之前，權威部門采用這一技術對嫌疑人進行窺探將會成為一種趨勢，就像2002年科幻電影《少數派報告》中那樣：美國已經建立了國家DNA數據庫，并允許權威機構強行對有暴力傾向的人進行追蹤。此外，政府也有權將可能導致犯罪行為的人在犯下罪行前把他關起來。

“那僅僅是一種科幻。”劉嘉說，人類的大腦是一個非常復雜的系統，人腦有500億到1000億個神經元，每個神經元大約和13000個神經元相連接。要想了解這個系統是如何工作的，是一件非常難的事情。科學家現在只能對一些簡單設問進行判斷，要了解人類復雜的思維意識幾乎是一件不可能的事。

據劉嘉介紹，目前在哲學上存在兩派意見。一派認為人是能夠了解人類的智能的；而另一派認為，由于人類的大腦過于復雜，人永遠也認識不了它。諾貝爾獎得主、DNA的發現者之一的克里克晚年轉入了對人類意識的研究。但他的研究在實證科學上毫無進展，僅僅停留在哲學討論上。

盡管存在爭議，但海恩斯堅信他的研究還是會有很多良性的實際應用。他說，從罪犯的審訊到航空安檢，都可以借助這一技術實現。另外，海恩斯還說，運用思維閱讀技術可以研發這樣一臺機器，通過反饋大腦信息，幫助癱瘓病人切換電視頻道、上網以及操作許多小型機器設備。

劉嘉也認為這項研究存在廣闊的應用前景。“如果我們能搞清楚人腦在識別、理解面孔等自然圖象方面是如何計算和分析的，就可以讓計算機幫助我們做很多事情，比如抓恐怖分子以及實現汽車的無人駕駛等。”他說。

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