真正的读心术:大脑影像输出、植物人与死人的沟通

在科幻电影《普罗米修斯》中,生物机器人大卫佩戴头盔状设备,对熟睡中的伊丽莎白·萧进行梦境窥探,伊丽莎白·萧做的梦,大卫可以通过头盔设备看得一清二楚,如同身临其境,让人啧啧称奇。

那么,现实生活中,是否有类似的设备呢?那就是我们目前熟知的大脑扫描仪。

大脑扫描仪大致可以分成两种:一种是图像式的扫描仪,比如电子计算机断层扫描,就是我们俗称的CT(Computer Tomography)。

还有在颅骨外接上电极,测出大脑神经元的电流活动,即电脑图(EEG);

另一种是功能性的扫描仪,即在人体血液中注入放射性追踪物,追踪物根据化学特性,最终聚集在大脑的某些区域,这样就可以检测这部分大脑的活动,这叫做正电子成像技术(PET)。

目前运用最广泛的就是核磁共振,它利用磁场和无线电波,构建大脑血流的三维图像,让医生解读大脑区域活跃情况,代表什么意义。

核磁共振成像

但目前的大脑扫描仪功能有限,比如当你在看一张照片时,核磁共振可以扫描出你大脑记忆和情感神经区域的活跃情况,但是无法得知你看的是什么照片。就好比它能检测到一台电视开机了,却无法得知这台电视机放映的内容。

2000千禧年,正是百事可乐与可口可乐竞争白热化的年代,当时百事可乐处于下风。

令百事公司高层郁闷的是,百事可乐无论在宣传、包装和口味上,都不亚于可口可乐,但人们在选择时,大多数往往选择可口可乐。

百事公司因此做了很多的社会调查,但调查反映的各种原因都有,无法提供更好的参考。这时百事公司高层一个高管提出,用科学的方法来解开这个谜团。

2003年,在百事公司的赞助下,由一群神经专业科学团队主持开展了一个叫“百事挑战”的活动。

在测试顾客选择的同时,用核磁共振扫描他们的大脑,结果显示,选择百事可乐的人的大脑中,豆状核的活跃程度要比那些选择可口可乐的人强5倍。

豆状核(深蓝色)

豆状核是大脑的一个功能性组件,外形像一个豆核,被认为是大脑的“奖赏中心”。它在人的欲求得到满足时,会出现阳性强化反应。另一方面,接受测试的顾客看到可口可乐品牌时,他们大脑被激活的区域是前额叶中央皮层。

这一部位和更高级的认知活动(比如对图像、名称、概念的分析、判断等区域)有关。

由此可见,选择百事可乐的顾客倾向于实际需求;选择可口可乐的顾客则倾向于品牌认知。

这一科学验证对百事公司影响深远,在往后的营销模式上,百事公司把着重点倾注于品牌打造。

2008年,美国科学家研究出一种方法,他们写出一种程序,来训练计算机识别这些大脑成像。

他们的方法是,找一群志愿者,让他们不断观看某种特定的图片。然后使用核磁共振实时记录他们的脑图变化,输入计算机,让程序去总结分析,尝试根据脑图匹配出相关的数据。

通过成千上万次的模拟和运算,科学家就可以通过计算机,来预测一个人正在观看的图片是哪一张,并且准确率在90%以上。

然后科学家又让这些人抽象地去想一些东西,特别是让他们做一些决定,选择其中一种,比如有两台电视机,我要选择哪一台。

在这其中,科学家发现了一个有趣的现象,就是7秒决定原则。

当一个人要决定一件事情的时候,大脑在7秒钟前就已经作出了这个决定。这就颠覆了一个认知,即当你要做一件事情的时候,你觉得是你有了这个想法,然后大脑开始执行这个想法,最后你付出了行动。而在这时,科学家发现其实是你大脑先做出了决定,然后你有了这个想法,最后你做出了行动。

这个发现是非常颠覆的,这说明了你的意识和潜意识之间是如何协作的,大脑是否就是你的潜意识,你以为你可以控制你的大脑,但其实是你的大脑控制了你的意识。

如果要将脑图识别成画面,就要将它们转化成信号图。但是大脑的活动其实是一个很复杂的过程,而且随机性和跳跃性非常强,这也是人工智能在很长一段时间内,无法超越人脑的原因。

当你不再局限一个特定想法和画面时,比如你想吃东西,又想听音乐,心里还在考虑自己做饭还是点外卖。这时你的脑图像会非常复杂,这就让这个程序出错的几率增加。

我们的思维在大脑中的编码方式,处于一种非常微小和复杂的活动模式,这种模式中有很多细节,哪怕是使用当今最强大的计算机,也无法完全模拟出来。

俄罗斯一家叫做Neurobotics的公司与莫斯科物理技术学院(MIPT)合作发表了一项技术,他们根据脑电波和脑图,通过计算机模拟重现了人眼看到的图像。


这些图就是这个程序可以识别出的程度,可以看出图形的基本结构,细节方面还有待加强。

不过这也是一个非常具有革命性的成果了。

可以预见,在不远的将来,如果运用更为强大的量子计算机(目前人类最强大的计算机需要10亿年来完成的计算,量子计算机只需要200秒),对这些信号进行深挖,是可以输出完全准确和细节的画面的,这项技术一旦投入使用,带来的影响将是深远的。

IBM量子计算机


大脑成像技术对社会的应用

1.刑侦

很显然,这项技术可以用在犯罪嫌疑人身上,这是比测谎仪高明100倍的仪器。

只要让犯罪嫌疑人带上扫描仪,读取他们的脑信号,就可以得知他们的真实想法。也许未来的犯罪嫌疑人不需要人工审讯,只要让他们戴上扫描仪,然后分析这些输出的画面,就可以证实无罪或者重现犯罪事实。

2.生活

人在做梦时,大脑的活跃程度并不比白天低。脑电波就是梦的一种表现形式,梦境的内容其实是在人的神经系统的感知、记忆、存储等功能下所产生的,蕴含着人们潜意识中的愿望和情感。而这些都可以通过大脑扫描出图像。随着技术的提升,甚至还可以生成图像。那么科幻电影中很多窥探梦境的场景,就真的可以变成现实。

我们也许可以用扫描仪,来记录自己的梦境,然后回放这些影像,你就可以看到你的梦境,是一个什么样的奇妙世界。

3.视觉障碍

全世界目前一共有4500万视障人士,这是一个非常大的群体,在这个群体中,很多人是先天性的视障人士,他们无法去观看和体验这个光彩夺目的美妙世界,目前生物再造技术也无法克隆出眼球。并且,仅仅更换眼球并不是解决这个问题的唯一路径。

如果大脑扫描技术成熟,就完全具备了让视障人士重见光明的可能性。

我们知道,人为什么可以看见物体,是因为光的反射作用。

太阳光照射到物体上,然后反射光线进入到人的眼球中,大脑受到了眼睛的反射的光的信号,于是你就看到这个物体了。

如果这种大脑扫描技术成熟,那么反过来,通过制造一个可以扫描物体的电子眼,将它和人的某些处理视觉图像的大脑区域相连接,把图像转化成大脑可以识别的信号图,是不是就可以让视障人士看到了呢?

实际上,目前已经有科学家正在这个方向研究。

4.死前意识

我们知道,医学上确定一个人死亡分为三种阶段:第一种是濒死期,即濒临死亡阶段,人体器官衰竭,死亡即将发生。

第二种是临床死亡期,这个时候心跳呼吸停止,瞳孔放大,身体组织有微弱的代谢活动,还有6-8分钟的抢救时间。

第三种是生物死亡期,这个时候身体各器官的细胞也发生了死亡,脑干无反应,是真正的死亡。

科学家发现,无论是哪个阶段,人死后脑电波都不会立刻消失,即使是最后的生物死亡期,脑电波也会持续5分钟到1小时不等。

这说明在这个时候,人是知道自己是死亡的,但什么也做不了。

如果这个时候扫描大脑,就可以得出此时人的思维活动,比如临终没来得及说出的遗言,又或者对这个世界最后的眷恋等等。

还比如失去意识但仍然存活的植物人患者,他们的大脑活动和正常人是无二致的。如果扫描他们的大脑,就可以得出他们的真实想法,有助于他们和医生的沟通,从而进行针对性的调整治疗和用药。另外还可以得出他们对生存的想法,是想继续活下去,还是想结束这一切,而不是由他们的家人或者法庭来判决他们的生死。

所以这是意义重大的。

除了大脑读取思维技术带来的积极一面,同样也会面临很多道德和伦理的争议。

如果大脑扫描仪可以实时无限制地读取人脑中的信号,那么是否会侵犯个人隐私?还有一些犯罪分子通过某种手段扫描我们的大脑,获取到这些信息后,再将这些信息出售给有需求的第三方,是否会出现这种危害大众的行为?

当然我相信真的出现这种技术,一定会有相关配套法律和技术手段,来防止不法分子。同时我们也相信,科技发展给人们带来的福祉,远大于危害。

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