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幸运飞艇:“读心术”如何看透你的内心

“读心术”如何看透你的内心

  心理学家认为,每个人都是独一无二的个体。人的气质性格、能力特点乃至精神障碍的个体差异背后都是脑的个体差异。

  中国科学院心理研究所从事脑研究的副研究员杨志以心理学模型为基础,创造了一种“读心术”,可以通过解码脑的活动来了解人的行为和思维。

  “读心术”

  2009年,Demis Hassabies(AlphaGo围棋程序的编写者)编写了一个小游戏,让受试者控制自己的角色自由地在房间内走动,利用受试者海马的神经活动模式,计算机可以准确判别他/她正处在房间的哪个角落。杨志表示,在心理学研究领域,上述研究被称为“解码模型”,是利用机器学习方法建立脑活动模式与行为标签之间的关系。

  “读心术”在心理学上也有一个专业术语,叫作“编码模型”,即可以依据脑活动的模式重建出输入到人脑的信息。与“解码模型”不同,“编码模型”重建出的信息可以是新的、在训练机器算法时从未见过的信息。

  基于“编码模型”和“解码模型”,杨志开始了自己的研究:我们能读出更复杂的思维活动吗?他举了一个例子,人对简单问题的真实回答(可以用“是/否”明确回答)。在每个问题前,他们给受试者一个提示,要求他/她诚实回答或说谎。

  比如“1分钟是100秒?”要求受试者通过按键作答。杨志感兴趣的是受试者在读问题时的脑活动,通过记录的脑活动来解码他/她对问题的真实答案,并且检验是否可以不受到他/她的说谎意图或最终答案的干扰。

  实验有6名受试者参与,设置了120个问题,数据的解码准确率为76%~93%。杨志通过试验结果发现,用大脑左侧前额叶皮层的一个区域可以较准确地解码真实答案,准确率随数据量的增大而提高,还进一步验证了对真实答案的解码可以不受受试者“说谎”意图的干扰。

  最后,杨志解释道,“读心术”听上去很炫,其实就是通过解码脑的活动来了解人的行为和思维。

  从发现到验证

  解码脑的活动需要借助于一定工具。杨志一直致力于结合功能磁共振成像及人工智能技术研究人类处理社会信息的脑机制,并以社会信息加工机制的异常为基础,探索基幸运飞艇于脑活动特征的精神疾病分类标志。

  早前,杨志提出了利用大规模神经影像数据,系统地探索和检验了宏观层面的脑皮层形态特征与脑皮层内在神经活动特点之间的关联,实践了其前期提出的从“发现”到“验证”的神经影像大数据研究框架。

  在“发现”阶段,杨志利用数据挖掘方法gRAICAR分别将6个皮层形态学指标的全脑图谱和6个皮层神经活动指标的全脑图谱分解为若干皮层图谱成分,每个成分代表了不同的个体间变异规律。来自不同形态学和功能指标,但个体间变异规律相似的成分被gRAICAR辨识为一组,称为多模态共变单元(MMCU)。

  在“验证”阶段,这些MMCU被作为研究假设,在另一组独立的数据中重新计算每个MMCU所包含的12个皮层图谱间的共变关系,计算并统计检验新的共变关系与原假设中的共变关系之间的一致性。

  经过“验证”阶段,15个高可重复性的MMCU被检测到,它们分别揭示了不同的脑皮层形态学特征与皮层功能特征之间的关系。

  杨志开展的这项研究系统地展现了健康人整个皮层内的结构与功能间的关联,提供了结构功能关系交互式查询数据库。

  此外,杨志还提出了“以脑为中心”的精神疾病神经影像研究的数据挖掘新方法。该方法基于个体脑功能网络的相似性,来检测在脑网络特征上具有高度一致性的患者亚组,是实现“以脑为中心”的精神疾病研究的有力工具。

  双生子的异同

  脑研究的一项重要任务就是解释脑的个体差异的来源,这些知识对于理解和干预行为的个体差异至关重要。

  大体上,个体差异无外乎来源于遗传和环境两方面的影响,但遗传和环境格子对脑的功能产生多大影响是一项科学难题,测量脑活动也就成了杨志的一项重要工作。

  在一项最新研究中,杨志与国内外合作者利用200对双胞胎(双生子)的脑功能影像数据,揭示了遗传和环境因素对人脑内在功能网络的影幸运飞艇响。杨志解释了这里的人脑内在功能网络是特指在不执行特定认知任务时,人脑自发神经活动形成的共振网络,它们反映了神经网络的功能组织架构。

  双生子研究是分离遗传和环境因素的经典方法。杨志告诉记者,一方面,同卵双生子具有相同的基因,而异卵双生子具有大约50%的相同基因;另一方面,双生子的成长环境是较接近的,与同卵或异卵无关。

  杨志与合作者一起利用结构方程模型将这些脑功能网络自身的活跃程度及其任意两个网络之间功能连接的个体变异分解为三部分:受遗传影响的个体差异,受共同环境影响的个体差异,受独特环境影响(也可认为是暂不能解释的)的个体差异。

  研究发现,脑功能网络的内在活动强度具有较高的遗传度,而这些脑网络间的功能连接则受环境因素影响。即单个网络自身的活动受基因调控,而环境因素则主要影响不同脑网络或功能模块间的关系。

  杨志说:“双生子实验告诉我们,虽然一些基本的心理素质我们目前没法改变,但信息整合的能力和沟通模式是可以训练的。”

  (原载于《中国科学报》 2016-05-16 第5版 创新周刊)