“讀心術(shù)”聽上去像是只會出現(xiàn)在文藝作品中的法術(shù)，在《神奇動物在哪里》中，女主的妹妹奎妮擅長一種特殊的魔法——攝神取念，能通過眼神交流和極度集中來潛入對方的大腦，了解他們的想法，也就是“讀心術(shù)”。

近日，哈佛團(tuán)隊(duì)在Nature發(fā)表了一項(xiàng)研究，展示了一種可以將大腦活動轉(zhuǎn)換為持續(xù)語言輸出的腦機(jī)接口，通過分析功能磁共振成像數(shù)據(jù)，它就能將參與者大腦中的故事甚至圖像用語言描述出來。相比于傳統(tǒng)神經(jīng)解析工具，這項(xiàng)成果大大提高了識別效率和連續(xù)性。

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該研究中的模型名為CEBRA（音同zebra），是一種全新的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，能夠準(zhǔn)確捕捉大腦活動的動態(tài)變化。在實(shí)驗(yàn)中，CEBRA從小鼠的大腦信號中幾乎完美地提取了黑白電影的畫面。團(tuán)隊(duì)成員表示，這個名字非常貼切，因?yàn)镃EBRA可以把信息“條紋化”，就像斑馬一樣。

不過，這套AI工具并不是無中生有地展現(xiàn)小鼠腦中的畫面，而是通過分析和解釋行為/神經(jīng)數(shù)據(jù)，然后解碼來自視覺皮層的活動，從而獲取結(jié)果。

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在實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)給50只小鼠播放了一段30秒的黑白電影剪輯片段，并將這個過程重復(fù)了9次，在小鼠看電影時，研究者就會把探針插進(jìn)小鼠的大腦視覺皮層區(qū)域，收集它們的神經(jīng)元活動信號。這個過程也就是腦機(jī)接口（BMI）。隨后，研究團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練CEBRA將神經(jīng)信號與600幀的電影片段聯(lián)系起來，建立起兩者之間的映射。

有了前面9次觀看的記憶鞏固加強(qiáng)后，研究人員又讓小鼠觀看第10次，并收集了這一次觀看時的大腦活動數(shù)據(jù)。基于以上大腦數(shù)據(jù)，研究人員測試了CEBRA在預(yù)測電影片段中畫面順序方面的能力。結(jié)果顯示，CEBRA能夠在1秒內(nèi)以95%的準(zhǔn)確率預(yù)測下一個畫面。也就是說，在學(xué)習(xí)了小鼠視覺系統(tǒng)神經(jīng)中的編碼隱藏結(jié)構(gòu)后，CEBRA可以在經(jīng)過初始訓(xùn)練后，從大腦信號中預(yù)測看不見的電影幀。

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論文一作Steffen Schneider表示，與其他算法相比，CEBRA在重建合成數(shù)據(jù)方面表現(xiàn)出色，這對比較算法至關(guān)重要。除此之外，它還能夠跨不同模式組合數(shù)據(jù)，比如電影特征和大腦數(shù)據(jù)。它還有助于限制細(xì)微差別，比如收集數(shù)據(jù)收集方式對導(dǎo)致數(shù)據(jù)變化。

EPFL的Bertarelli綜合神經(jīng)科學(xué)主席兼該研究的PI Mackenzie Mathis表示：“這項(xiàng)工作朝著神經(jīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高性能BMI所需的理論支持算法，又邁出了一步?！?/p>

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近些年來，全球的不少企業(yè)都開始了腦機(jī)相連相關(guān)實(shí)驗(yàn)。比如，國內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)研發(fā)出腦機(jī)芯片，目前正在小白鼠身上開展實(shí)驗(yàn)；馬斯克的公司也在進(jìn)行腦機(jī)接口連接豬腦的實(shí)驗(yàn)。最近，加州大學(xué)舊金山分校的一個科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的腦機(jī)連接設(shè)備，首次將一位不能說話的癱瘓病人的腦電波轉(zhuǎn)換成了完整的句子。也許，人類幻想中的“讀心術(shù)”，正在慢慢變成現(xiàn)實(shí)。