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脑电研究能高准确破译猴子大脑信号

时间:2004-09-11 17:43来源:生物导航网 作者:admin 点击: 769次

弄清自身思维活动的具体过程,一直是人类的梦想。最近,美国加利福尼亚理工大学以理查·安德森博士为首的科学家率先实现了成功“阅读”猴子的思维,在人类研究思维的征程中跨出了重要的一步。

研究小组的科学家在实验猴大脑皮层周缘区域埋植了96块电极,通过对这些电极的信号的分析,能以67%的准确度预示出猴子的动作。当科学家“允诺”猴子完成指定作业有 奖赏时,破译信息的准确度增长到88%。尤其值得关注的是,研究人员几乎无误地确定猴子想得到的是果汁还是普通水。据说这是心理学家首次以如此高准确度“破译”猴子大脑信号。

破译准确度大幅提高,是否表明了人类已经掌握了打开思维之谜的钥匙?如果猴子面对的是更多的选择,需要表现的行为更加复杂,人们还能仅仅通过观察目前获得的脑电信号准确预测吗?对猴子思维的研究又能为人类思维研究提供哪些参考?带着种种问题记者专程采访了北京大学心理系教授苏彦捷。

人类思维过程受到很多因素影响,对猴子的研究成果不能简单类推至人类。

“心理学最开始研究思维的时候,主要依靠研究对象内省,将自己的思维过程告诉给研究者,使之了解思维发生的过程。后来有些研究者认为,被研究者内省的内容,看不见摸不着,而大脑生理指标的变化相对客观,可以作为将来预测和控制行为的标准,希望可以由此推出具体的思维内容,而这项研究采用的方法就是遵循这样的逻辑。”苏教授解释说。

苏教授告诉记者,要弄清思维的过程需要先弄清脑工作的状态,脑功能区分呈三级,第一层次是初级区域,其功能比较单一,和最简单的感觉和动作大致相对。第二级是次级区,外界信息进入后会和大脑中从前的经验结合起来。最后,三级区或称联合区负责对各种信息综合处理。因此,关于猴子选择果汁还是普通水的试验,虽然表面看似简单,探讨的东西也不复杂,但得到目前的结果已经相当不容易了,而想由此延伸了解人类的思维过程更不是一个简单的类推。

“人类的思维过程会受到很多因素的影响,当一个人走入饭店对饮料做出选择时,脑海里众多品牌的印象、饭店里有些什么种类、当时天气的冷热等等,都可能制约他的选择,其中思考过程并不简单。”苏教授举例说。

“大脑在功能上是一对多和多对一关系的结合体。一个功能可能由多个区域在管,而某个特定区域又可能同时管理多项功能。外界刺激发生变化,大脑可能会出现一些生理指标的变化,得到直接的因果和对应关系并不容易。也就是说,即使我们能够模拟出来这种生理反应,也不一定能够直接得到对应变化的行为反应。”

苏教授表示:对猴子的这个研究能帮助我们去理解外界有一个特定的刺激出现时,大脑可能会做出怎样的反应,而这种反应有可能和怎样的行为反应联系在一起。但这离破解思维之谜还差很远。因为大脑作为一个整体,不光只是神经元的个别活动,还有把这些活动整合起来的能力,比如情绪等人类根据情境灵活变化的一些东西就让人难以琢磨。想要将由外至内逐步还原的过程逆推回去,中间要走的路很长。其中一步和脑的实际过程不符,结果可能就会大相径庭。

伴随着技术的不断发展,能用于脑电记录的电极数量也在不断增加,这是否能提高人类了解大脑的精度呢?

苏教授认为:电极数量的增加是会提供更多的信息。很多研究者目前也都正在采用256导电极的脑电仪做测试,可是由于人脑的特殊性,给出信息仅能证明行为和脑活动的相关性。而在理解人的思维和行为时应该通过多个层次以及多个角度去理解,仅从单一指标很难看得特别清楚。解决有关大脑的问题,需要通过不同途径来验证。现在脑电的很多数据虽然已经能说明脑中很多区域的活动情况,但对其间联系方式的信息仍然有限。

不过通过脑电研究,仍有希望得出一种概率性的推测。因为一些记录行为反应中出现时大脑变化的分布图可能会有重叠。在对猴子的研究中,假设记录中高峰点可以分开,我们可以初步判定一个波峰出现可能表明大脑中有要果汁的意图,而另一个波峰则可能表明要其他饮料。但在目前的技术条件和理论背景下,只有在行为简单,并对数据进行大量的统计时,我们才能够得到一种概率性的推测。这种推测在逻辑的方向上是对的,对于人类思维而言,则远远达不到我们想要的精度,对此我们只能在科学实践中逐步提高。

摘自[北京科技报]

(责任编辑:泉水)
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