荷兰研发数学模型 直接读取大脑信息

一项发表于近期《神经影像》(NeuroImage,20 August 2013)杂志的研究显示，研究人员已经成功使用计算机直接从大脑中读取一个人正在阅读的字母。

人们常用功能性磁共振扫描(fMRI)来研究大脑认知，通常的做法是让志愿者执行一项特殊任务，确定此时大脑的活跃区域。日前，来自荷兰内梅亨大学的研究人员提出一种简洁的数学模型，结合先进的脑部磁共振图像获取与分析技术，能比以往更精确地重建一个人的思想。如今，科学家们将这种研究又向前推进了一步：用扫描数据确定志愿者正在看的内容。

该数学模型采用一种关于认知图像重建的线性高斯框架，实验所用的是手写字母。研究人员不断调适模型，让它能把来自大脑扫描仪的一点(2×2×2毫米的三维像素，三维空间中定义一个点的图象信息的单位)与单个显示像素关联起来，再将所有显示像素的信息结合在一起，就能重新构建出志愿者所看到的图像。但结果图像并不清晰，只是模糊不清的斑点图。

研究人员表示：“此后，我们又做了改进，给模型加了一些先验知识：‘告诉’它那些图案花纹看起来像什么字母，大大提高了识别能力。模型会比较这些字母，确定哪个能最确切对应斑点图，然后将这些图像结果推向该字母。我们相信，大脑本身会把以往的先验知识与感觉信息结合起来，而我们的方法与此类似。比如，你能认得这篇文章里的线条和曲线，将它们认作某个字词，前提是你曾经学过它。这正是我们寻找的：一种能以真实方式显示大脑中发生了什么的模型。我们希望将模型改进到一定程度，能用在工作记忆或主观体验中，如梦境或具有可视化形象的主观体验中。”

研究人员计划下一步采用更强大的磁共振成像扫描仪，扫描仪分辨率越高，提供给模型的关联图像就越详细。目前，他们给模型的字母图像是脑中的1200个三维像素。如果用更强大的扫描仪，将能达到15000个三维像素。