科学家设计的算法可以从大脑扫描中“读取”人们的想法

使用功能磁共振成像,科学家们解码了人们所听到和思考的内容。

科学家们使用计算机算法和称为 fMRI 的大脑扫描技术来“读取”人们的思想。 (这是一张库存图片。)(图片来源:Aja Koska via Getty Images)
科学家们使用计算机算法和称为 fMRI 的大脑扫描技术来“读取”人们的思想。 (这是一张库存图片。)(图片来源:Aja Koska via Getty Images)

《科学家》报道,科学家们现在可以“解码”人们的想法,甚至不用摸他们的头。

过去的读心技术依赖于在人们大脑深处植入电极。这种新方法在 9 月 29 日发布到预印本数据库 bioRxiv 的报告中有所描述,它依赖于一种称为功能性磁共振成像 (fMRI) 的非侵入性脑部扫描技术。 fMRI 跟踪通过大脑的含氧血液的流动,并且由于活跃的脑细胞需要更多的能量和氧气,因此该信息提供了对大脑活动的间接测量。

就其本质而言,这种扫描方法无法捕捉实时的大脑活动,因为脑细胞释放的电信号移动速度比血液在大脑中移动的速度快得多。但值得注意的是,研究作者发现他们仍然可以使用这种不完善的代理措施来解码人们思想的语义含义,尽管他们无法进行逐字翻译。

“如果你在 20 年前问世界上的任何认知神经科学家这是否可行,他们会一笑置之,”资深作者、德克萨斯大学奥斯汀分校的神经科学家 Alexander Huth,告诉科学家。

对于尚未经过同行评审的新研究,该团队扫描了一名女性和两名 20 多岁和 30 多岁男性的大脑。每个参与者在扫描仪的几个会话中总共收听了 16 个小时的不同播客和广播节目。然后,该团队将这些扫描输入到他们称为“解码器”的计算机算法中,该算法将音频中的模式与记录的大脑活动中的模式进行比较。

然后,该算法可以进行 fMRI 记录并根据其内容生成一个故事,该故事将“非常好”地匹配播客或广播节目的原始情节,Huth 告诉科学家。换句话说,解码器可以根据每个参与者的大脑活动推断出每个参与者听到了什么故事。也就是说,该算法确实犯了一些错误,例如切换字符的代词以及使用第一人称和第三人称。它“非常准确地知道正在发生的事情,但不知道是谁在做这些事情,”Huth 说。

在额外的测试中,该算法可以相当准确地解释参与者在扫描仪中观看的无声电影的情节。它甚至可以复述参与者想象在他们脑海中讲述的故事。从长远来看,研究团队的目标是开发这项技术,以便将其用于为无法说话或打字的人设计的脑机接口。

The Scientist 中阅读有关新解码器算法的更多信息。

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