不管你意識到與否，你都會不斷地給大腦提供信息來解釋。無論你是在看電影的時候被色彩、動作和聲音沖擊，還是彎腰去撫摸一只毛茸茸的狗，你的現(xiàn)實都取決于你對周圍環(huán)境中的零碎信息的解讀。

但是人類和動物的大腦是唯一能夠以這種方式解釋世界的系統(tǒng)嗎？計算機(jī)能重現(xiàn)一個人的想法嗎？

到目前為止，神經(jīng)科學(xué)表明，可以說，一些計算機(jī)可以“讀懂”我們的思想。盡管這一想法不同于在驚險大片《少數(shù)派報告》中可以預(yù)測和阻止一個人犯罪意圖的虛構(gòu)讀心術(shù)，但真正的科學(xué)正在越來越接近于回放人類大腦看到的東西。

理解我們的大腦一個神經(jīng)元接一個神經(jīng)元如何工作，肯定勝過科幻世界中的猜測。但是要創(chuàng)造出一臺如此復(fù)雜的計算機(jī)，研究人員必須了解人體道器官詳細(xì)的工作方式。

如今，科學(xué)家們使用多種工具設(shè)計出一臺計算機(jī)，它有可能像大腦一樣解讀世界。首先，功能性磁共振成像(fMRI)設(shè)備，或使用大磁鐵測量腦內(nèi)血流和氧氣水平的設(shè)備，在大多數(shù)神經(jīng)科學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。用腦電圖儀(EEG)測量大腦活動，也給科學(xué)家們提供了將放電神經(jīng)元與特定活動聯(lián)系起來的機(jī)會。但還有一個問題是如何解釋數(shù)據(jù)。計算機(jī)工程師已經(jīng)通過開發(fā)高精度的方法來填補(bǔ)這一空白，在計算機(jī)屏幕上用三維方式表示大腦活動。統(tǒng)計模型還允許科學(xué)家根據(jù)先前的數(shù)據(jù)集推斷或預(yù)測大腦的反應(yīng)。

功能性磁共振成像(fMRI)設(shè)備

其中一個模型利用神經(jīng)科學(xué)和計算機(jī)實時再現(xiàn)人類所看到的東西。

眼見為實——即使是智能電腦

電腦真的能重現(xiàn)你所看到的嗎？

在一些實驗中，答案是肯定的。例如，通過在看電影的同時記錄大腦的活動，科學(xué)家可以觀察器官對參與者看到某些物體的反應(yīng)。 由加州大學(xué)伯克利分校神經(jīng)科學(xué)家杰克·加蘭特(Jack Gallant)領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員創(chuàng)造了一種特殊的計算機(jī)，僅通過分析某人的功能磁共振成像數(shù)據(jù)就可以準(zhǔn)確猜測該人正在觀看什么。

實驗的工作原理是這樣的：科學(xué)家首先需要了解一個人的大腦對觀看各種不同事物的反應(yīng)，因此他們要求三名參與者在連接到功能性磁共振成像(fMRI)機(jī)器上時觀看數(shù)小時的視頻。這些被稱為“自然電影”的視頻是從互聯(lián)網(wǎng)上隨機(jī)抽取的視頻片段。當(dāng)人們觀看視頻片段時，計算機(jī)就建立了一個數(shù)據(jù)庫，用來說明人們的大腦對在屏幕上看到人和物體的反應(yīng)。

在建立了一個可供參考的數(shù)據(jù)庫之后，研究人員將這些信息作為隨后實驗的參考。如果你要再現(xiàn)這些記錄，你可以把那些物體、顏色和形狀拼湊在一起，使部分大腦在功能磁共振成像上亮起來。有了這些知識，就有可能通過單獨(dú)使用大腦數(shù)據(jù)來猜測一個人剛剛看到了什么，從而反向工作。

這里是數(shù)據(jù)庫發(fā)揮作用的地方。在下一步中，同一個人在連接功能性磁共振成像(fMRI)機(jī)器情況下繼續(xù)觀看了視頻，但這次參與者和計算機(jī)觀看的視頻，都是以前沒有看過的視頻。因此，當(dāng)這個人坐下觀看新視頻時，電腦將他的大腦反應(yīng)與其他已經(jīng)存儲在系統(tǒng)中的反應(yīng)進(jìn)行了比較。然后，它將以前視頻中的計算機(jī)像素融合在一起，以重新創(chuàng)建自己對參與者實時所見內(nèi)容的描述。該系統(tǒng)準(zhǔn)確地再現(xiàn)了參與者90%時間觀看的基本視頻。

想想這個系統(tǒng)的工作方式和學(xué)習(xí)一門外語是一樣的。學(xué)習(xí)者首先會接觸到許多字母、單詞和短語。最終，他們會停止看翻譯譯文，并通過使用他們已經(jīng)掌握的詞匯含義來理解外文的含義。

不過，像人一樣“看到”與確定一個人在想什么還相去甚遠(yuǎn)。在本例中，計算機(jī)創(chuàng)建了一個關(guān)于一個人正在觀看的內(nèi)容的粗略圖像，而不是一個確切的圖像。此外，現(xiàn)在還不可能知道觀看某物會給人什么感覺，或者它是否會喚起其他記憶或感覺。

讀心術(shù)：真正的科學(xué)勝過科幻

作為黑匣子的大腦，一直是科學(xué)家們長期研究的對象，特別是在過去150年里。自從19世紀(jì)90年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腦活動可以通過血液流動來測量以來，一系列的研究為我們對腦活動的局部化或?qū)⒛承┗顒雍颓楦信c大腦區(qū)域聯(lián)系起來的知識做出了貢獻(xiàn)。

但是，要開發(fā)出能夠解釋大腦所見的高科技計算機(jī)需要做大量的工作。

研究人員研究了包括嚙齒動物和靈長類動物在內(nèi)的非人類哺乳動物的神經(jīng)元是如何工作的。計算機(jī)建模和工程也幫助科學(xué)家開發(fā)出預(yù)測趨勢的方法，并將大腦的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可用的數(shù)據(jù)。

先前的功能磁共振成像研究已經(jīng)顯示了大腦的神經(jīng)細(xì)胞對看到物體和人的反應(yīng)。其他的實驗則研究了器官對有色刺激的反應(yīng)，甚至是對包括名詞和動詞在內(nèi)的可視詞類的反應(yīng)。

其他“讀心術(shù)”計算機(jī)依靠腦電圖(EEG)技術(shù)，其中附在人頭皮上的電極可以拾取大腦內(nèi)部的微弱活動。 在某些情況下，使用計算機(jī)進(jìn)行的EEG實驗已經(jīng)找到了讓人們僅靠大腦控制計算機(jī)的方法。因健康狀況導(dǎo)致說話或移動困難的患者，可以從這些發(fā)展中受益。

然后，有一種計算機(jī)被編程來獲取人類的社交線索。在一般意義上，這些機(jī)器人通過分析人的肢體語言或聲音，再現(xiàn)人可能看到或思考的東西。

隨著時間的推移，計算機(jī)重建人類大腦內(nèi)部工作的能力可能會變得更加精細(xì)。但總的來說，你的1.3公斤器官在很大程度上仍然是自然界最大的謎團(tuán)之一。

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總結(jié)

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