研究人员利用脑部扫描将想法转化为语言

一张图片值一千个字,那么多少个字才构成一个想法?
Francisco Pereira/普林斯顿大学提供

研究人员表示,一项新的研究将词语与大脑活动模式进行匹配,可能有助于神经科学家理解人们如何思考抽象、复杂的概念。它为高等思维概念提供了一个生理学定义,使用了功能性磁共振成像和压缩了3500篇维基百科文章的计算机程序。

普林斯顿大学的研究人员查看了fMRI扫描图,以确定当参与者思考某些物体(如胡萝卜或房子)时激活的大脑区域。然后,研究小组生成了一个与这些词语相关的议题列表。他们查看了相同的fMRI扫描图,以确定每个议题中的词语所共享的大脑活动,正如普林斯顿新闻稿所说的那样。例如,“家具”这个想法的思考模式与“桌子”、“书桌”和“椅子”等词语的模式相似。

一旦他们能够识别出特定议题会引发的fMRI活动,研究人员就能仅通过大脑活动来推断出这个人正在思考什么。如果一位研究大脑扫描的科学家发现了与“椅子”相对应的神经模式,他就能知道这个人正在思考家具。

该团队的资深研究员、普林斯顿大学心理学系和普林斯顿神经科学研究所的副教授Matthew Botvinick说:“无论一个人脑子里在想什么——不仅仅是话题或概念,还包括情感、计划或社交导向的想法——最终都会反映在他的整个大脑区域活动模式中。”

研究人员最初使用了2008年词语联想研究的大脑扫描图。在该研究中,参与者看到了12个类别的五种物体的图片和名称。参与者被要求可视化该物体三秒钟,fMRI记录了他们的神经活动。然后,普林斯顿大学的研究人员列出了他们自己的议题列表,用以表征这些fMRI数据。他们使用计算机程序压缩了3500篇关于物体的维基百科文章——例如飞机、海洛因、鸟类和手动变速器。该程序得出了40个与这些事物相关的议题——例如航空、毒品、动物或机械。(他们的完整论文在线提供,供有兴趣了解具体方法的人参考。)

他们按主题对fMRI扫描图进行排序,并最终能够判断出一个人脑子里的大致主题。然而,普林斯顿新闻办公室解释说,识别单个物体要困难得多。研究人员表示,最终目标是将大脑活动模式转化为正确的词语,以完全描述想法。

这可能有助于帮助残疾人士,因为大脑扫描图可能比图片更能有效地阐明他们的想法。这项研究发表在《人类神经科学前沿》杂志上。

普林斯顿新闻

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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