“读心术”走近现实

李　杨

破译大脑密码的进程还处于初始阶段，

但已经显示出这一领域的前景，同时引起了种种担忧

众所周知，核磁共振仪是用来检测大脑疾病的医学仪器。如今，科学家把它应用到了探测人类大脑的行为意图上。

在德国柏林的一间实验室里，志愿者们被先后送入一台圆形的核磁共振仪，并完成简单的任务，比如决定对两个数字做加法还是减法，或者按两个键中的哪一个键。此时，科学家正在隔壁的房间，试图通过大脑扫描仪“阅读”他们的思维。

进行此项实验的德国科学家3月6日宣布，他们已经能够在人们的动作实施之前，判断他们接下来要做什么。而这项技术，就是传说中的“读心术”的雏形。

破译大脑思维秘码

这项始于2005年7月的研究，由位于德国柏林西南150公里的马克斯•普朗克学院的人类认知和脑科学部门负责。

研究者首先寻找大脑皮层中哪部分对辨别能力特别敏感。他们发现，当题目放在志愿者面前时，大脑额叶前部皮层区最为活跃。接着，他们研究哪种类型的大脑活动与不同的判断有关。

“如果知道寻找哪种思维信号，从理论上讲，我们将来就可以准确地预测到人类思维的细枝末节。”这项研究的领头人约翰•迪伦•海恩斯说。

北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室副主任刘嘉和他的同事们，也在使用同样的技术方法从事脑科学研究。“其实这项研究并不神秘。”他说，人类所有的精神活动，比如悲伤和快乐，都来源于大脑的生理活动。精神不是空的，是有物质基础的。

刘嘉举例说，大脑里有一个被称为“杏仁核”的区域。当人们高兴时，“杏仁核”的一部分就会兴奋起来；悲伤时，另一部分就会兴奋。再比如，大脑里有专门负责语言的功能区，当人们认真听讲时这个区域就会兴奋，打瞌睡时这个区域就会受到抑制。“科研人员就是要像破译密码一样，找到人的精神活动和大脑生理活动的一一对应关系。”他说。

那么，什么是大脑的兴奋呢？核磁共振仪又是怎样获知大脑的兴奋的？

大脑由神经元组成，大脑的兴奋首先表现为神经元的活跃。当神经元活跃时，它每秒放电的次数就会增加，于是就需要消耗更多的能量。能量是通过血液带来的，通过血液中的氧气和葡萄糖等养分进行补充。科学家发现，当神经元兴奋时，大脑血流就会增加，血液携带的氧气和葡萄糖比例也会相应增加。核磁共振仪就是通过检测血液中“氧合血红蛋白”的含量高低，判断大脑的某个区域是否兴奋。

据悉，到目前为止，共有21个志愿者参加了德国的实验，准确率为71%，仅比随机选择高出20个百分点。

至于为什么目前的实验准确率不高，刘嘉认为原因有二。第一是技术问题。刘嘉说，核磁共振仪的分辨率是有限的。目前核磁共振仪能观察到的最小区域是一个3毫米×3毫米×4毫米的小立方体。而在这样一个大小的方块里有上百万乃至上千万个神经元。刘嘉认为，随着技术的进步，核磁共振仪分辨率的提高，这个问题是不难解决的。

第二个原因是个较为棘手的问题。刘嘉说，大脑是个非常复杂的系统，德国科学家只是找到了一个做加法或者减法的主要脑区，但不知道其他脑区是否也参与这个活动。要想搞清楚到底有多少脑区、具体哪些脑区参与这项工作，是一件非常复杂的事情。

从生理多导仪到核磁共振机

事实上，探测人类思维，在科学界这远非第一次。最早探测人类想法的仪器是测谎仪。自1895年意大利犯罪学家朗布罗梭首先使用“测谎仪”从事犯罪侦查以来，测谎技术的发展迄今已有100多年的历史。而第一台现代意义上的测谎仪是85年前美国心理学家威廉•莫尔顿•马斯顿发明的。

测谎仪学名为生理多导仪。它的原理是，人在说谎时生理上会发生一系列变化，比如呼吸加快、音调升高、出汗等。研究者通过捕捉人体的这些生理变化判断被测验者是否说谎。当时由于科学家没有找到直接了解大脑活动的方法，只好通过大脑活动所带来的这些附产品获取信息。

然而，测谎仪不仅准确度不高，而且在“读取”思维信息方面十分有限，对于那些不带来生理反映的心理活动，比如决定是做加法还是减法，就很难辨别了。以核磁共振成像技术为代表的脑成像方法，使人类第一次能够直接且无创地“看到”大脑的认知活动。刘嘉因此把核磁共振应用于大脑认知神经科学比喻成生物学家有了显微镜、天文学家有了望远镜。

据刘嘉介绍，核磁共振用于心理学的研究可以追溯到1995年。目前在这个领域研究得最好的是美国。包括耶鲁大学、麻省理工学院、加州大学圣迭哥分校以及斯坦福大学等机构，在认知神经科学领域都取得了很大进展。

美国《自然》杂志的神经科学子刊2005年发表了耶鲁大学科学家把核磁共振仪应用于大脑扫描的技术。这是国际权威杂志首次把核磁共振应用在认知神经科学的结果公布于世。只不过，当时让志愿者回答的题目是：看到的是朝左的线条还是朝右的线条。

据英国《金融时报》报道，今年1月底，美国卡内基-梅隆大学、斯坦福大学、麻省理工学院的科学家，让26名志愿者躺在核磁共振扫描器中，每人用20美元购买商品。扫描显示，当志愿者看到他们有兴趣购买的东西时，大脑快乐区域之一的伏隔核就变得活跃起来。

然而当商品价格过高时，出现了两个现象：与痛苦相连的大脑岛叶开始活跃，而与平衡得失相连的前额叶皮层受到抑制。通过观察大脑不同区域的活跃模式，研究人员可以在志愿者说出决定之前预测他们会购买哪件商品。

悬在头上的达摩克利斯剑？

“这确实很神奇，”参与德国马克斯•普朗克学院试验的21岁志愿者坦娜•施泰纳巴赫说，“但自从我知道他们只有通过特定机器才能读取人们的思想之后，我并不担心街上的每个人都能猜到我在想什么。”

“这一技术首次给了我们一种可能性，让我们探测别人在想什么、心情如何，而他们没有能力阻止我们。”斯坦福大学教授汉克•格瑞说，“你想将秘密隐藏在心里的想法将会在未来被完全改变。”

格瑞教授的话听上去有些让人毛骨悚然。这让一些伦理学家产生担忧，他们认为这一技术将会被权威机构、商人或雇主滥用，以达到他们的目的。伦理学家认为，无论是生理多导仪、核磁共振机，还是未来新的仪器，都是针对人类精神的器械，是悬在人们头上的一把达摩克利斯剑。当“投保、员工考核和情感测试”也用上了此类仪器，而且这些“偷听”人类潜意识的仪器一时热炒脱销的时候，人们即可看到一个拷问精神的幽灵在大地上游荡。

一些主张意志自由的人们也对思维阅读技术表示出关心，他们认为在疑犯供出罪状之前，权威部门采用这一技术对嫌疑人进行窥探将会成为一种趋势，就像2002年科幻电影《少数派报告》中那样：美国已经建立了国家DNA数据库，并允许权威机构强行对有暴力倾向的人进行追踪。此外，政府也有权将可能导致犯罪行为的人在犯下罪行前把他关起来。

“那仅仅是一种科幻。”刘嘉说，人类的大脑是一个非常复杂的系统，人脑有500亿到1000亿个神经元，每个神经元大约和13000个神经元相连接。要想了解这个系统是如何工作的，是一件非常难的事情。科学家现在只能对一些简单设问进行判断，要了解人类复杂的思维意识几乎是一件不可能的事。

据刘嘉介绍，目前在哲学上存在两派意见。一派认为人是能够了解人类的智能的；而另一派认为，由于人类的大脑过于复杂，人永远也认识不了它。诺贝尔奖得主、DNA的发现者之一的克里克晚年转入了对人类意识的研究。但他的研究在实证科学上毫无进展，仅仅停留在哲学讨论上。

尽管存在争议，但海恩斯坚信他的研究还是会有很多良性的实际应用。他说，从罪犯的审讯到航空安检，都可以借助这一技术实现。另外，海恩斯还说，运用思维阅读技术可以研发这样一台机器，通过反馈大脑信息，帮助瘫痪病人切换电视频道、上网以及操作许多小型机器设备。

刘嘉也认为这项研究存在广阔的应用前景。“如果我们能搞清楚人脑在识别、理解面孔等自然图象方面是如何计算和分析的，就可以让计算机帮助我们做很多事情，比如抓恐怖分子以及实现汽车的无人驾驶等。”他说。

海恩斯说：“我们已经迈出了第一步，找到大脑中控制判断的特殊区域，并能理解一部分脑语言，但要制造一台破译大脑密码的机器并不简单，前面还有很长的路要走。”