卡耐基梅隆大學的研究人員研發(fā)了一種大腦成像技術，能夠識別出復雜的思想。該技術說明，復雜的思想由大腦的各個分支系統(tǒng)形成，且并非以語言為基礎，該研究提供的新證據顯示，每個人大腦的概念表達方式均相同，不因語言不同而改變。

這項研究由卡耐基梅隆大學心理學教授馬塞爾·加斯特(Marcel Just)領導。研究顯示，在處理“The witness shouted during the trial”(證人在庭審中叫喊起來)這句話時，大腦采用了由42個“含義單元”(meaning components，又稱“語義特征”(semantic features))構成的“字母表”，其中包含角色、規(guī)模、社交互動和身體活動等特征。每種信息都由不同的大腦系統(tǒng)進行處理。該程序可測定每個大腦系統(tǒng)的活躍程度，從而判斷出受試者正在思考什么類型的問題。

圖1：圖為“The witness shouted during the trial”(證人在庭審中叫喊起來)這句話對應的大腦激活規(guī)律，上圖為預測結果，下圖為實際觀察結果，兩者頗為相似。

圖2：圖為A、B兩個句子的語義特征，上排為預測結果，下排為實際觀察結果。模型預測的大腦激活規(guī)律與實際規(guī)律有一定相似之處。

圖3：該程序可測定每個大腦系統(tǒng)的活躍程度，從而判斷出受試者正在思考什么類型的問題。

圖4：圖為C、D兩個句子的語義特征，上排為預測結果，下排為實際觀察結果。模型預測的大腦激活規(guī)律與實際規(guī)律有一定相似之處。

“人腦的重要優(yōu)勢之一便是能夠將單個概念整合為復雜思維，不僅能想到‘香蕉’，還能想到‘我喜歡在晚上和朋友們一起吃香蕉’。”加斯特博士說道，“我們終于找到了利用功能性磁共振成像(fMRI)信號識別復雜思想的方法。我們發(fā)現思維和大腦激活規(guī)律之間存在聯系，并以此獲悉思維究竟為何物組成。”此前由加斯特博士及其團隊開展的研究顯示，大腦在想到熟悉的事物時(如香蕉或錘子)，對應的激活規(guī)律便涉及我們用來和這些物體打交道的大腦系統(tǒng)。

研究人員招募了七名成年受試者，讓他們思索239個不同的句子，并用計算機模型評估大腦的激活規(guī)律與每個句子的“含義單元”之間的關聯。通過這種方式，該程序成功解讀出了第240個句子的“含義單元”。接著，研究人員對這240個句子的順序進行調換，輪流將某個句子剔除、作為最后的測試句，這個過程名叫交叉檢驗(cross-validation)。最終，該程序能以87%的準確度、成功預測出第240個句子的含義單元，雖然它從未接觸過對應的大腦激活規(guī)律，該模型還能反向運行，在僅知道某個句子的“含義單元”的情況下，預測出相應的大腦激活規(guī)律。

“我們的方法克服了功能性磁共振成像技術的局限，可將時間相近的大腦活動釋放的信號融合在一起，如閱讀句子中相繼出現的兩個單詞等。這使得我們首次能解讀出包含多個概念在內的復雜思想。接下來，我們也許將致力于解讀受試者思考的主題，如判斷TA是在思考地質學還是玩滑板。我們正努力繪制人腦中各類知識的思維圖譜。”