李　楊

破譯大腦密碼的進程還處于初始階段，

但已經(jīng)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(yī)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(shù)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(jīng)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(fā)現(xiàn)，當題目放在志愿者面前時，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(jié)。”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(jīng)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?！捌鋵嵾@項研究并不神秘?！彼f，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(zhì)基礎的。

劉嘉舉例說，大腦里有一個被稱為“杏仁核”的區(qū)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(qū)，當人們認真聽講時這個區(qū)域就會興奮，打瞌睡時這個區(qū)域就會受到抑制?！翱蒲腥藛T就是要像破譯密碼一樣，找到人的精神活動和大腦生理活動的一一對應關系?！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。當神經(jīng)元活躍時，它每秒放電的次數(shù)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(yǎng)分進行補充?？茖W家發(fā)現(xiàn)，當神經(jīng)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(qū)域是否興奮。

據(jù)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(qū)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(jīng)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(tǒng)，德國科學家只是找到了一個做加法或者減法的主要腦區(qū)，但不知道其他腦區(qū)是否也參與這個活動。要想搞清楚到底有多少腦區(qū)、具體哪些腦區(qū)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(fā)展迄今已有100多年的歷史。而第一臺現(xiàn)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(fā)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(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(chǎn)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(chuàng)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(jīng)科學比喻成生物學家有了顯微鏡、天文學家有了望遠鏡。

據(jù)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(jīng)科學領域都取得了很大進展。

美國《自然》雜志的神經(jīng)科學子刊2005年發(fā)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(jīng)科學的結(jié)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(jù)英國《金融時報》報道，今年1月底，美國卡內(nèi)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(qū)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(xiàn)了兩個現(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?！彼固垢４髮W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?！?/p>

格瑞教授的話聽上去有些讓人毛骨悚然。這讓一些倫理學家產(chǎn)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(shù)派報告》中那樣：美國已經(jīng)建立了國家DNA數(shù)據(jù)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?！眲⒓握f，人類的大腦是一個非常復雜的系統(tǒng)，人腦有500億到1000億個神經(jīng)元，每個神經(jīng)元大約和13000個神經(jīng)元相連接。要想了解這個系統(tǒng)是如何工作的，是一件非常難的事情。科學家現(xiàn)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(jù)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(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(xiàn)。另外，海恩斯還說，運用思維閱讀技術可以研發(fā)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(wǎng)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(xiàn)汽車的無人駕駛等。”他說。

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，但要制造一臺破譯大腦密碼的機器并不簡單，前面還有很長的路要走?！?/p>