大脑信号解码技术已走进现实

人工智能技术极大地提高了大脑信号解码的准确度，让基于视觉、听觉等神经信号的应用逐渐变为现实。
文/杜长德 何晖光
2011年，由美国加利福尼亚大学伯克利分校杰克加伦特（Jack Gallant）教授领导的一组神经科学家开展了一系列具有开创性的实验，这些实验使用功能磁共振成像（fMRI）读取躺在脑部扫描仪中的被试者视觉皮层中的大脑活动模式，并试图重建出被试者所观看到的电影片段。从那时起，世界各地的科学家便采用类似的实验开始研究如何解码人脑信号、重建视觉内容。

2012年年底，日本京都大学的研究人员证实，使用功能磁共振成像可以准确解码梦中的视觉内容。随后，多个研究小组开始使用脑部扫描信号解码技术帮助脑部受损患者进行交流。功能磁共振成像和其他脑部扫描技术可为患有多种神经系统疾病的患者提供诸多帮助。通过大脑扫描和解码技术，研究人员不仅可以为瘫痪的患者开发用于交流的语音合成器，还可以解码某人正在经历的疼痛程度、类型以及某人正在看到或者正在想象的视觉画面或文字等。除了可以帮助诊断和治疗神经系统疾病外，这些技术还有望提高人们对大脑的认知。
2016年，加伦特领导的研究小组进一步深化了与语音相关的大脑活动模式的解码研究工作，并揭示该研究工作的最新进展。该研究小组选取了7名被试者，每名被试者同时收听10个故事，每个故事为10～15分钟。他们使用功能磁共振成像扫描了这7名被试者的大脑，通过将扫描的脑活动模式与从近1 000个常见英语单词集中观察到的活动模式进行比较，从而解码与单词含义相关的大脑活动模式。这些相似之处使他们能够创建大脑语义“地图”，以显示特定的单词含义在大脑中的编码位置。这表明相关的语义概念分布在相同的大脑区域中。这项研究很重要，因为它表明我们的大脑使用相似的代码表示相近的含义，且在人群之间具有普遍化效应。这为大脑解码系统提供了实用性的论据，因为这意味着我们无须从零开始就可以解码某个人的大脑信号。