中國時報2008.03.07閻紀宇/綜合報導
透過觀察大腦內部活動來「讀取」人們的心思,一直是神經科學家全力追求的目標。美國一個研究團隊最近達成突破性進展,利用「功能性磁振造影」(fMRI)掃描腦部,再以電腦模型分析歸納,然後準確猜出受試者看到的圖片。這項成果對於瞭解大腦如何處理視覺經驗有重大意義。
相關方法未來如果精益求精,還可擴大運用到其他類型的認知經驗,協助醫師診斷心智功能障礙,追蹤病患療效。論文刊登於英國《自然》周刊網站。
研究領導人、加州大學柏克萊分校心理學系副教授傑克.蓋蘭特說:「這個問題就像典型的猜撲克牌魔術。如果圖片限定在一百廿張,準確率可超過九○%…我們不妨想像,未來這類方法將運用在夢境分析或心理治療。」
研究大突破未來可解夢
功能性磁振造影可偵測腦部血液流量變化,從而看出在特定認知經驗中,腦部哪些區塊的神經元會啟動。運用功能性磁振造影猜測受試者的視覺經驗,過去成效一直相當有限,圖片張數不能太多,且必須先知道受試者對特定圖片的腦部反應。
蓋蘭特博士另闢蹊徑,將功能性磁振造影收集到的資料送進電腦模型,分析歸納受試者腦部對不同類型圖片有何反應,再依結果預測受試者看到新圖片的反應。蓋蘭特的實驗請來兩位研究團隊成員充當受試者,他們一邊觀看一七五○張不同的圖片,一邊接受功能性磁振造影掃描。相關資料經過電腦模型處理後,兩位受試者再觀看一二○張新圖片,讓研究人員猜測他們看到什麼,結果準確率分別高達七二%與九二%。如果是毫無根據的猜測,準確率只有○.八%。
解析視覺神經準確率高
德國「普朗克認知與腦部科學研究所」學者海恩斯稱:「這絕對是一大進步,以更抽象的方式來解析腦部處理視覺經驗的過程。」
蓋蘭特強調這套方法有其侷限性,還不足以完整重建腦部處理視覺經驗的過程,面對生活中形狀、顏色複雜的實際物體,更是力有未逮。原因之一是,功能性磁振造影的解析度有待提升,目前設備只能解析到大約一公釐見方,如此微小的腦部區域含有數百個神經元,各自負責處理視覺資訊的不同片段。
未來蓋蘭特將繼續探討腦部的視覺系統如何運作,針對不同理論建構電腦模型,再以功能性磁振造影的資料驗證。普林斯頓大學神經科學家諾曼指出,類似方法可用來研究認知功能障礙的病患,觀察腦部處理資訊過程出了什麼問題。
有助診斷認知功能障礙
長遠來看,蓋蘭特期待探討更難以捉摸的認知經驗,如作夢與想像。他說:「目前還不知道作夢與想像時的腦部運作,是否類似處理感官知覺時的情況。如果是,我們的技術就可直接運用在這兩個領域。」
有人認為這類「讀心術」可用於犯罪偵查測謊,例如要嫌犯看著犯罪現場照片,回答是否到過現場,同時接受腦部掃描。但蓋蘭特認為還言之過早:「任何一種讀取腦部活動、解析儲存記憶的儀器,不但要克服技術關卡,也會受限於記憶資訊的品質良窳。」