《读脑术》如何正确的看待大脑影像相关的黑科技

2020-05-31 约 2185 字预计阅读 5 分钟

大脑所想，曾经是最神秘的所在。然而17年，基于卷积神经网络，科学家能够从脑电信号还原出受试者看到了什么样的图片，在今年3月30日，《自然-神经科学》Edward Chang 研发的脑电波 AI 解码器，能够将大脑活动信号直接转化为句子文本。
未来会有越来越多类似的发明，该如何看待读脑术这样一个神奇的黑科技？最好的方法是回到这门技术的源头，而《读脑术》这本书的作者，带着他有30年的脑成像研究经验的，在本书中讲述了大脑影像近30年的曲折发展史，客观地呈现了这些工具的神奇效果和固有局限性。
书中对多项研究，针对分析方法造成偏差，给出了质疑，并指出只要说明偏差及造成偏差的原因，这种对分析计划的偏离就是可接受的。整本书中不止有脑科学干货，还反复回荡着“我们所有的知识都是暂时的，在未来可能会被修正或被推翻”这一科学方法论留给我们最宝贵的财富。

1）“大脑功能”是什么意思？
虽然大脑并非人体内唯一的“计算机”，例如包括5亿个神经细胞的肠道神经系统，但却是人类神经系统中之所以独一无二的重中之重。大脑中没有一个大脑区域是独立运作的。不存在声卡或显卡的类似物。
相反，你应该把大脑想象成一个施工队。施工队里有维持团队正常运转的总承包商和很多专业的分包商（如感知语音、进行空间定位或预测他人行为的专家）。然而，这些个体都无法独自建造楼房，他们只有通力合作，才能产生最终成果。

对不同大脑区域之间沟通方式的研究，让我们对大脑的运作方式有了全新的思考：它并非一些“专家”的集合，而是一个集成网络。其目标对外部世界做出预测，也在纠正错误的预测，而这些错误预测正是学习的关键。
由于神经元放电会导致局部的血流量发生变化，当特定大脑区域的神经元变得活跃时，附近区域的血流量就会增加。fMRI（功能性MRI）能够检测脑中特定血液的含氧量，不同的区块对不同的外部视觉信息做出反应，功能的区域化最终使我们仅仅通过观察大脑活动就能解码一个人看到的是什么样的图片。类似的，处理语言中不同词汇的大脑，也有固定模式，因此可据此解码一个人读到的句子是什么。
通过读脑术，可以识别出大脑是否在经历疼痛感，可以帮助预防和减少精神性疾病造成的伤害，可以及早对抑郁症进行干预，还可以提前的发现老年痴呆，更早更快的对病情进行诊断和干预。

除此之外，神经影像学对个人决策的神经基础，例如在对延迟满足，风险偏好的研究上，都取得了进展。例如对赌博决策的fMRI数据指出，大脑中有两个区域（腹内侧前额叶皮质和腹侧纹状体）对收益和损失表现出显著的反应模式，这两个区域在决策过程中都发挥了重要作用。
这两个区域的活跃程度会随着受试者收益的增加而增强，随着受试者损失的增加而减弱，且由更大损失引起的大脑活跃程度的减弱幅度，远远大于由更大收益引起的大脑活跃程度的增强幅度，这种现象被称为“神经损失厌恶”，符合心理学中卡尼曼提出的前景理论。
2）读脑术的局限
终其一生，大脑一直在改变。人一生的经验也会改变其大脑，假如一个人重复做相同的事，其大脑激活水平就会降低。这被称为“重复抑制”现象。例如音乐经验能改变大脑的结构和功能，且这种改变与经验的多少直接相关。其中一个最明确的发现就是，音乐家的胼胝体（连接左右半脑的纤维束）要比一般人粗，这些变化在从小就开始学习音乐的音乐家身上尤其明显。
由于一个特定大脑区域被激活，并不能表明它的主人是否正在经历恐惧、被奖励或其他心理状态。当人们声称特定大脑区域被激活表明其主人正在经历恐惧或被奖励的心理状态时，这是由于没有理解导致大脑特定区域被激活，有多种可能的原因，由于很多事情都能激活特定区域，所有心理功能都牵涉多个大脑区域。那么我们就不能明确地得出某区域激活，代表特定的情绪或心理状态。
由于存在上述两点局限，神经影响在法律，营销中的应用，都有着本质性的局限，需要格外谨慎。
科学和法律的目标在很多方面都截然相反。科学的目标通常是发现适用于所有人的普遍规律，而法律必须对每个案件做出合理的最终判决，科学能够对我们思考具体问题提供线索，却无法直接回答这些问题。
对于由于脑部肿瘤造成的极端案例，能够据此让犯罪者免于为自己的行为承担某些责任。但通过fMRI测谎，则必须先要在现实情况中，而不是实验室环境下量化它的准确率，否则不能大规模应用。而通过神经数据预测未来的犯罪行为，更是为时尚早。
由于心理状态和大脑活动之间不存在简单的一对一映射，而特定的数据分析技术，往往会在小数据集上过拟合，从而得出看似效果很好的预测，因此对于神经营销学所宣传的，例如能够通过读脑术判断对品牌的喜好，或者预测那种广告效果方面最有效，需要保持质疑。
总结来看，fMRI使得更加了解心理功能在大脑中的组织方式，以及不同的大脑区域如何共同协作，该技术还为研究造成精神疾病的大脑功能障碍提供了一种新的可能。对个体来说，fMRI解码心理状态的能力让我们得以深入探究心理和大脑的关系以及这种关系对我们每个人的意义。fMRI很有用，但也不应该被滥用，也不该被夸大宣传而捧杀。
尽管fMRI技术取得了进步，但每一项科学技术都有它的适用期限，未来可能会有新技术出现，或通过多种检测手段的结合，让我们可以用比当前的fMRI技术高得多的时间分辨率和空间分辨率来检测大脑功能。