[科学解读]投入脑工程的AI…能读懂你的想法

人工智能（AI）正在引发脑工程领域的革命。随着在扫描大脑、读取“大脑中的想法”的技术中引入AI，对大脑活动意义的解析变得更加快速而精细。目前广泛研究的全身瘫痪残障人士动作辅助只是“基础应用”。由于人机连接的脑—计算机接口技术（BCI）等在医学和工业上的用途多样，这一领域正受到全球关注。

大脑影像。与报道无关。图片来源=YouTube 画面截图

View original image

本月1日（当地时间），位于美国得克萨斯州奥斯汀的得克萨斯大学研究团队在国际学术期刊《自然·神经科学》（Nature Neuroscience）上发表了利用功能性磁共振成像设备（fMRI）和AI进行非侵入性脑电分析的研究成果，这是一个具有代表性的案例。以往大多数脑扫描与语言化技术都属于侵入式，即在大脑皮层中植入芯片，通过测量电流变化并尝试将其转化为语言。相比之下，该研究团队通过fMRI，以非侵入方式成功地将大脑活动变化翻译成语言。研究团队使用的fMRI是一种测量大脑血流量变化的设备。当人类说话等进行某种行为时，负责该行为的大脑特定区域血流量会增加，而fMRI可以对这种变化进行精细观察。

研究团队尤其是将AI引入fMRI成像结果的分析中，从而取得了创新性成果。所使用的是名为“大型语言模型”（large language models，LLMs）的AI算法，采用了近期备受关注的生成式AI“ChatGPT”的早期版本。该模型通过训练，能够在某人说话时，依据前面的词预测下一个将要出现的词。

研究团队让3名志愿者各自连续收听播客15小时，并利用fMRI测量其脑部血流量变化。这一步是为了让LLMs学习：在这段时间里，志愿者听到特定信息时大脑哪些部位的血流量会上升。通过这一过程，研究团队得以绘制出一幅“地图”，显示人在听到特定单词和句子时大脑会如何反应。

研究结果显示，研究团队在志愿者观看短篇动画的过程中，成功地将输入大脑的信息几乎完整地语言化。此外，当志愿者在脑海中思考某个句子时，AI也能够把握其要点。比如，当志愿者在心里浮现出“我还没有驾驶执照”这一句时，AI生成了“我还根本没学开车”这一类的句子。

View original image

不过，研究也暴露出一定局限性。如果志愿者转移注意力、想别的事情，就无法将其大脑活动语言化，准确度也有待提高。通过分析得出的单词或句子经常不够精确。此外，即便在听或看同样内容的情况下，各人的大脑反应模式也大相径庭，因而难以通用。只有同意让别人读取自己想法的人，其脑活动才能被解读，这也是一大限制。更重要的是，必须长时间使用通常只在医院才有的大型fMRI设备，因此距离真正“商业化”还有很长的路要走。

尽管如此，科学家们对于这种创新性的非侵入式脑扫描技术的出现仍感到有些不安。首先是伦理问题引发担忧。随意读取他人想法不仅侵犯隐私，还可能被用于犯罪。此外，如果侦查机关或法院在侦查和审判过程中轻率地尝试这类“读心术”，也可能引发意想不到的事态。比如在该研究团队的实验中，AI在志愿者心里想的是“我刚从车里下来”时，却生成了“我不得不把她从车里推下去”这样的描述。美国哈佛医学院生物伦理学教授Gabriel Lazaro-Munoz表示：“虽说还不至于到恐慌的程度，但比预想中更精细、且非侵入式的（脑扫描）技术似乎已经更接近边界”，并称“这项研究成果对政策制定者和公众都是一个重大警示”。

美国达特茅斯学院科学哲学教授Adina Roskies也表示：“这项技术目前难以使用且误差很大，现在就担心还为时尚早”，但同时指出，“（对脑扫描结果的不准确分析）在法律诉讼中可能造成足以左右结果的巨大差异。必须在不该使用的时候坚决不用这项技术。”还有其他问题。美国国立精神卫生研究所研究员Francisco Pereira指出：“让AI去翻译玩笑、隐喻、挖苦等内容是很难的”，“AI只是简单地预测下一个词，而大脑则是为了语言表达而组合词语，两者之间存在巨大差异”。

通过在大脑中植入神经芯片，将脑电波翻译成语言，从而恢复说话能力的患者。图片来源 YouTube 截图

View original image

不过，专家们也高度关注这种“读心”技术一旦发展成熟所能产生的巨大连锁效应。为了辅助全身瘫痪等残障人士活动，利用脑电分析将其转化为指令，再通过这些指令自由操控机械臂、电动装置、步行辅助设备等的技术，已经进入商业化阶段。此外，该技术在医学和工业领域的多种应用也被看好。例如，可以反向利用读取脑电的技术，通过电流或磁场等手段向大脑输入信息。视障人士有望“看到”前方，而虚拟现实（VR）设备、电视、智能手机和可穿戴设备都可能迎来颠覆性创新。

如果能够在远距离完整读取对方的想法和情感，将会催生全新的沟通方式和工具。人们还可以在远程精确操控汽车、飞机和机器人。近期，美国加州大学伯克利分校教授Jack Gallant利用fMRI分析正在观看YouTube视频的受试者大脑活动，并成功复原其所观看的画面，该技术一经公开便引发热议。此类技术未来还有望实现对梦境的记录与重放，或重新回溯并确认记忆，预计将给人类生活带来巨大变革。

必读新闻

明年若达不到业绩就砍到9700万…“6亿 vs 4.6亿 vs 1.6亿”细看三星电子DS部门绩效奖金

• 在韩国开银行账户太难：“光子女账户与借记卡公证费就要15万韩元”吐槽[外国人眼中的K金融现状]②
• 仍有25艘韩国船滞留霍尔木兹…政府称“将与伊朗继续就通行问题协商”
• “18岁前每月补贴23万韩元” 台湾祭出破格对策应对低生育率
• “最近谁还去日本” 曾经人潮涌动如今骤减…究竟为何

韩国科学技术研究院（KIST）仿生学研究中心主任Kim Hyoungmin表示：“若要实时、准确地捕捉和解读大脑活动，仍有包括设备研发在内的诸多课题需要解决”，“本研究中使用的fMRI这种脑感测技术虽然空间分辨率很高，但时间分辨率较低，这是它的缺点。”Kim主任接着指出：“在脑扫描技术方面，韩国同样在研究开发（R&D）上投入巨大，在部分领域已达到世界领先水平”，“由于不仅对医学科学研究，而且对多种应用都大有裨益，因此有必要在改进研究设备和软件等方面持续给予支持。”

版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。