圣路易斯华盛顿大学的神经科学家在与猴子合作研究大脑活动解码的过程中,偶然获得了一个令人相当惊讶的结果。他们原本旨在证明单个神经元的放电率可以包含多种参数(并且某些参数仅在需要解决当前任务时才嵌入到神经元中),但他们也发现自己能够解读猴子的大脑想法。
这并非真正意义上的心灵感应,但确实非常有趣。研究人员通过分析大量神经元群体的活动,发现自己能够在猴子做出任何运动之前就发现它们正在计划的行动。通过监测神经活动,研究人员几乎能看到猴子接下来在思考做什么。
这一发现很大程度上归功于实验中的两只猴子表现出截然不同的认知风格。一只猴子有点过度活跃,即使在收到开始指令之前就急于开始并完成每项任务。另一只则更为谨慎,会等待任务的全部细节展示出来后再开始行动。
实验任务被称为“中心-外出任务”,在这种任务中,猴子或其他被试需要将手放在一个场地的中心(例如桌面或某个表面),然后将其从中心位置移动到周围的某个目标位置。为了规划这一运动,大脑只需要知道其手的位置(在中心),目标位置(在中心外的某个表面上),以及手将遵循的速度矢量(手从起始位置移动到目标位置的路径)。所有这些都可以在大脑的神经活动中测量出来。
当中心和目标位置之间的路径畅通无阻时,从神经活动的角度来看,这相对比较直接。但当研究人员引入障碍物,这些障碍物会像“打地鼠”一样在中心和目标之间弹出时,两只猴子的神经活动开始显示出有趣的差异。
不耐烦的猴子(已知为受试者H)迫不及待地想去够目标,并计划直接朝目标移动,因此当障碍物出现时,它的方向矢量缩短,然后旋转以找到绕过障碍物的方法。然而,谨慎的猴子(受试者G)会等待障碍物出现后再移动,并且只在那时才开始规划其绕过障碍物并到达目标的方向矢量。在目标不受阻碍的情况下,抢先行动是有益的。但在出现障碍物时,谨慎的猴子反而更快地到达了目标。
换句话说,这两只猴子在到达目标方面表现出完全不同的策略——研究人员可以在它们的大脑神经活动中提前看到这些策略的展开。它们能够预知猴子在行动之前的计划——从神经科学的角度来看,这非常了不起。
该研究发表于7月19日《科学》杂志的在线预印本上。