现代读心术脑成像技术简介以及我们能否阅读他人的心灵邸新

大脑是一切心理活动的来源

Einstein’s brain

神经心理学

Paul Broca Carl Wernicke

脑外科手术Wilder Penfield

Homunculus

脑电图 (EEG)

EEGs when Awake and Asleep

磁共振 (MRI)

磁共振 (MRI)

Seiji Ogawa

BOLD ( 血氧水平依赖信号 )

神经活动 > 耗氧 > 脱氧血红蛋白增加 > 血流增加 ( 过补偿 ) > 含氧血红蛋白增加 > BOLD 信号增加

结构像 VS. 功能像

T1 加权结构像1 x 1 x 1 mm3

每名被试 1 幅图像

功能像序列3 x 3 x 3 mm3

采样时间大约 2s

t

第一篇 BOLD FMRI 文章

Kwong et al., 1992, in PNAS

减法逻辑A B C D E

A B C D E

Task X

Task Y

X - Y

人类脑图谱 (HUMAN BRAIN MAPPING)

Image from http://www.unitseven.co.nz/

大脑的功能区域

腹侧和背侧视觉通路

面孔加工区 (FUSIFORM FACE AREA, FFA)

Kanwisher et al., 1997, in Journal of Neuroscience

场景加工区 (PARAHIPPOCAMPAL PLACE AREA, PPA)

Epstein & Kanwisher, 1998, in Nature

类别加工区域 Fusiform face area (FFA) Parahipppocampal place area (PPA) Extrastriate body area (EBA) Visual word form area (VWFA) …

大脑区域间是如何联系的？ CONNECTOME

MIND READING?

任务 X

任务 X？反向推理Reverse inference

能否通过大脑活动推测心理活动 ?

概念的精细程度 有没有限制条件 个体性 理论可能性 vs. 实际应用价值

看电影时的脑活动

Hasson et al., 2004

看电影时的脑活动

看电影时的脑活动

看电影时的脑活动

神经电影学 (NEUROCINEMATICS)

Neurocinematics in HollywoodAvatarPop Skull

Neurocinematics in HollywoodoAvataroPop Skull

神经营销学 (Neuromarketing)o什么样的广告更能吸引眼球，刺激购买？o科不科学不重要，赚钱最重要。

植物人有意识吗？Disorders of consciousness (from Wikipedia) Locked-in syndrome Minimally conscious state Persistent vegetative state Chronic coma

探测植物人的意识 23 岁女性 交通事故引起脑外伤 植物人想象 打网球 在家里走动

Owen et al., 2005, in Science

探测植物人的意识后续研究 54 名病人中有 5 人可以完成想象任务

Monti et al., 2010, in NEJM

与植物人交流？ 是否可以与病人做简单的交流？ Yes or No

Monti et al., 2010, in NEJM

关于植物人研究的思考 有些植物人病人可能是比较严重的 locked-in

syndrome 他们可以理解他人的谈话，并可以主动的配合产生相应的脑活动。 但他们无法产生任何行为表现。 病人的关怀与权益 安乐死

是否可以解码更精细的心理活动？

神经元胞体 4-100 微米 功能柱 500 微米 fMRI 体素 3 毫米

脑的空间尺度

测量的空间尺度越精细，可以解码的心理概念也越精细。

脑的空间尺度吐槽 fMRI

1 个体素 ~ 数十个功能柱 ~ 1,000,000 neurons

fMRI “trying to understand how an engine works by measuring the temperature of the exhaust manifold.” (Poldrack 2012)

神经元 (JENNIFER ANISTON NEURON)

Quian Quiroga et al., 2005, in Nature

功能柱和多体素分析

Haynes & Ree ， 2006

视觉信息重建

Miyawaki et al., 2008, in Neuron

视觉信息重建

视觉信息重建

最新进展

算法很 tricky ，训练刺激只有 B, R, A, I, N 和 S 六个字母。Schoenmakers et al., 2013

动态视觉信息重建

Nishimoto et al., 2011, in Current Biology

美剧中的创作 (House MD s05e16)

重建的是正在看到的场景 不是大脑想象中的情景 更不是潜意识

解码想象中的内容 想象一个事物与看见一个事物会使用神经区域进行加工。 想象面孔会激活 FFA ，想象场景会激活 PPA

(Reddy et al., 2009) 。画面感强的想象 vs.抽象的想象。

解码梦境

每个被试被叫醒至少 200次，每次平均 342秒。Horikawa et al., 2013, in Science

解码梦境

梦境报告 被叫醒前视皮层脑活动

解码梦境

你还敢梦到不该梦到的人吗？ 能够识别的概念还十分粗糙：文字、街道、书…个体性粗糙的概念，人与人之间是有共性的。 越是私密信息，在大脑中的表征的个体差异越大。

(你梦到的是现女友还是前女友还是苍井空？ ) 理论上可以识别私密信息，但需要你的配合。

小结验证读心的可能性。 识别概念的精细程度——取决于测量的空间尺度。 测量噪声很大——需要扫描很长时间。需要被试配合——很容易欺骗。机器的存在感。

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