猜猜你在想什么

能知道别人脑子里在想什么，听起来就像佛教中的“他心通”或西方所谓的“读心术”。当测谎仪在19世纪末20世纪初出现时，很多人就把它当“读心术”来用。直到现在，仍有不少人相信，只要祭出测谎仪，对方脑子里的念头就无所遁形了。实际上，测谎仪根本不会探测大脑的活动，它只是通过测量被试者的呼吸、脉搏、血压、皮肤电、脑电等指标，来判断被试者有没有紧张，是否在说谎。一般来说，一个人在说谎的时候会紧张，导致血压升高，心跳和呼吸加快，皮肤出汗从而电阻降低，脑电图中特定频率的波增多或减少。测谎仪测量这些数据，会较大概率地猜中被试者有没有说谎。当然，因为测谎仪实际上测的是“紧张”，所以结果不够精确。如果给一个男人看一张美女的照片，测谎仪也可能会报警。因此目前测谎仪的结果在法庭上只能作为参考，不能作为证据使用。

猜 想 大 脑

功能性磁共振成像仪（fMRI）可以记录大脑血氧水平的变化，我们从血氧信号就可以推知神经元的活动状况。虽然fMRI并不能记录每个神经元的活动情况——目前科研常用的成像“体素”（voxel）大约为1.5mm×1.5mm×1.5mm，一个体素就包含了几十万个神经元，但与“粗糙”的测谎仪相比，fMRI总算能得到相对准确的神经信号了。

为了研究大脑的所思所想，科学家让被试者观看各种图片（如用不同方法书写的BRAINS），同时用fMRI记录被试者的大脑图像。积累大量这样的数据之后，科学家利用机器学习算法，用这些数据来训练出一个计算模型。在这个模型中，大脑在看A图片时，激活A模式；看B图片时，激活B模式。因此，如果你给模型一个大脑激活数据，模型就能推知它对应的模式，复现刺激，也就是猜测大脑所想的图片。

很多科学家已投入到这一研究中，并提出了五花八门的算法。如图2就是各种算法所复现的刺激（图片），其中DGMM算法是中科院自动化所的何晖光研究小组在2017年提出的，可以看出其复现效果最好。

窥 视 梦 境

看到这里，你一定会说，既然我们能猜到大脑在“看”什么，那岂不是可以解读梦境？

还真有人这么干了。2013年，日本ATR神经信息研究所的神谷之康团队成功解读了3个人的梦境。被试者看了上千张图片，例如马桶、草坪、大象，同时被fMRI记录看图片时的神经信号。计算机利用这些神经信号数据，通过机器学习建立大脑观看物品的神经反应模式。之后被试者在fMRI中睡觉，神经信号被记录下来。当他们进入快速眼动期后（这一时期会记住自己的梦），过一会儿就会被叫醒，报告自己刚才梦到了什么。同时计算机利用记录下来的神经信号预测他们梦到了什么。将这一预测与被试者的报告进行对比，就能知道计算机对梦境的解读是否正确。为了得到足够多的数据，在为期约一周的实验中，每个被试者都被叫醒了200多次！

实验结果让研究者们惊喜：他们猜中了被试者的梦境！比如梦里有男人、食物、车、街道等模糊信息。虽然他们还不能得到更加准确的信息，比如梦到的男人长什么样，车是什么牌子等，但“解梦”能“解”到这个程度，已足以令人惊叹了。

随 心 而 动

会“读”大脑，就意味着脑机接口（brain machine interface， BMI）有了用武之地。脑机接口是将大脑和机器连接起来的通道。既然能读懂大脑想做什么，那么接下来就可以通过脑机接口，让机器理解大脑的意图，执行命令。

2014年，巴西世界杯的第一球由一位高位截瘫患者朱利诺·平托踢出（图3）。他穿戴了一套机械外骨骼设备，通过大脑直接下达动作命令，令外骨骼帮助他完成了踢球的动作。其实，要实现这个奇迹，关键在于对大脑的动作命令进行解码。杜克大学的米格尔·尼科莱里斯利用头皮脑电技术（EEG）采集了平托的神经信号，并通过机器学习算法，计算出平托大脑发出动作命令的模式。当平托脑中想到要做什么动作时，这一动作命令就被解码，通过脑机接口传递给平托身上的机械外骨骼，让它推着平托完成相应的动作。这一技术帮助很多高位截瘫患者重新站了起来，部分甚至还恢复了走路等生活能力。

相较于腿，手的运动就要精细很多了。EEG是将电极贴在头皮上来收集神经信号的技术，所得信息有些“粗糙”，目前的科学水平无法利用这样“粗糙”的信息来对手的运动命令解码。于是，有人将一个电极阵列植入患者的运动皮层，直接记录运动皮层的神经活动，再对记录的神经信号进行解码。利用这种技术，患者可以操控一个机械臂来完成复杂的动作（图4）。

猜不透的心

既然读取大脑已经成为可能，那我们会不会进入一个不安全的时代——面临思维被窃取的风险呢？

大脑用电信号和化学信号来传递信息，这些都有实实在在的物质基础——换句话说，是可以用仪器测量的。理论上，我们可以测量、记录大脑中每一个神经元的活动状况，以及神经元连接的情况，然后通过对这些数据的解析，探知你此刻在想什么。怎么样，你是不是有点儿感到隐私被暴露的恐慌？

这当然是吓唬你啦！所谓记录大脑中每一个神经元的活动、解析所有的数据，只不过是一种理想化的设想。首先，目前并不存在十分完备的全脑记录技术。像《给大脑来点刺激》中提到的植入大脑的创伤性电极，目前最多只能同时记录几百个神经元，少的只能记录几个。而无创的技术，如上文提到的EEG、fMRI，还有内源光成像等技术，只能记录脑区的活动状况。其次，即使记录手段达到要求，我们对大脑的认识水平也不足以支持对这些数据的解码。目前科学家只能解释一幅图片是如何进入视觉通路，又是如何在大脑中被加工处理的，对“你是怎么意识到自己看到了这幅图”，则停留在猜想阶段。

仔细看看前文的实验，你会发现，目前读取大脑的技术要么处于感觉层面——看到什么，要么处于运动层面——想怎么运动，却没有涉及更加复杂的思考过程。如果把人類的神经模型简化，就是感知世界（感觉）—思考（意识）—做出反应（运动），这个逻辑链条的首尾两级相对比较简单。例如，在你视野的左上角有一个红点亮起，该现象所对应的视觉皮层区域就会活跃起来；运动皮层中某个区域被激活，你的左手小拇指就会弯曲起来……这种一一对应的关系，令解读感觉和运动的信息相对较为简单。而关于“意识”，我们目前并不知道哪个脑区能为之负责，只知道一些较为复杂的思考过程是在前额叶完成的，但并不清楚具体的工作机理。因此，当你产生一些复杂的想法，如“好饿，真想吃蛋糕。抹茶的好吃。放学了我要去买一个。长胖了怎么办……”时，别人是不管用什么手段都没法知道的。即使用上前文提到的解码梦境的模型，也最多只能解码出“食物”这点儿念头而已。

意识究竟是什么，究竟在哪儿，大脑是怎么产生意识的？我们对此还没有清晰的概念。猜心就此止步，你的大脑仍是安全的。但科学家认为，未来科技有希望弄清这些问题。也许到那时，解读人脑就不是什么难事了。