注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

《新京报·新知周刊》

 
 
 

日志

 
 

科学离“盗梦”有多远?  

2010-09-16 10:14:00|  分类: 封面故事 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

脑科学家解析梦境原理,探求读取意识的途径
科学离“盗梦”有多远?

 
《新京报·新知周刊》 
 
科学离“盗梦”有多远? - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》
虽然《盗梦空间》中对梦境的描写略有些科学依据,但以目前的技术手段尚无法实现“盗梦”的理想。
 
 
在《盗梦空间》中,盗梦专家使用一种叫做“somnacin”的药物和一台机器,将一段意识上传至某人的梦境之中。然后,几位盗梦者也跟着进入目标的梦境。盗梦者可以通过虚构的盗梦机偷取人们内心中的秘密,甚至把新的意识植入对方大脑里。那么,在现实世界里,有没有可能读取梦境,甚至植入意识的方法呢?

 

1 主要武器

大脑成像还原记忆

 

现在从外界“读取”人类大脑信息的方法首先是核磁共振成像(以下简称“大脑成像”)。科学松鼠会成员、北师大认知神经科学与学习研究所研究生陈朝说,核磁共振成像的原理是读取人类大脑活动时血流的情况,也可以说是大脑血管含氧量的情况。现在研究最多的是人类在看东西的时候大脑的反映。

 

那么,是说当人看一个美女的时候,大脑核磁共振图像也会出现一个“美女图”吗?当然不是。陈朝说,大脑成的像就是红一块绿一块的大脑,上面的颜色表现的是大脑血管含氧量的情况。利用多体素模式分析(MVPA)可以把人们看到的图像和大脑成像联系起来。这其实是一种机器学习的过程。

 

陈朝说,一般的方法是让受试者看几个图像,分别记录他看这些图像的大脑成像,通过机器分析这些成像的模式。然后再让受试者回忆其中一个图像,通过分析他回忆时的大脑成像,就可以知道他在回忆之前看到的哪个图像。这种技术的进一步进展是部分还原受试者看到的图像,比如说让他看一个建筑图,可以还原图中的天际线,但非常粗糙。

 

不过,陈朝表示,做梦很难研究,因为核磁共振仪的噪音和振动都很大,人很难在里面睡着,而且费用也很昂贵。

 

2 偷取梦境

图像嘈杂,很难提取

 

已经有人开始用科学仪器研究梦。美国加州大学伯克利分校的脑神经专家加兰特(Jack Gallant)在过去的15年一直用核磁共振仪扫描人的大脑。他可以把受试者看到的图像和他的大脑图像对比,建立视觉反应模型。利用这个模型,加兰特可以在受试者看一部新电影之后,通过他的大脑扫描图像重建他看到的图像,准确度也非常高。换句话说,他可以把人脑中的图像“偷”出来。

 

加兰特说,或许可以用同样的技术知道受试者在梦中“看”到了什么。但对“盗梦”的准确性很难有科学判断,因为只有做梦的人才真正“看”到自己的梦。

 

日本先进电信研究所(ATR)也在做类似的研究,他们把大脑扫描图像输入电脑,电脑会帮助分析看到不同图像时大脑扫描图像的变化。现在,该实验室的科学家已经能够通过大脑成像重建简单的黑白图像。重建人的梦境是很难的,现在他们正在研究如何从受试者的梦中取得更多有意义的信息。ATR的科学家神谷之康说:“睡觉时的磁共振图像过于‘嘈杂’,我们现在正在试图找到如何把睡觉时的大脑图像提取出来的方法。”

 

3 读取意识

做不到,完全做不到

 

陈朝说,另一种可能用来“读脑”的技术是在脑皮层表面放上若干个电极,甚至把大脑整个用一个导电膜覆盖。这两种方法都需要做开颅手术,很少有人愿意受试。所以,大多数脑电的研究还是从头皮的外部获得大脑电信号。从头皮的外部获得大脑电信号非常不精确。不过,脑电研究还是能得出一些有趣的结果,比如当人看到语法错误的时候,大脑会在平均600毫秒后生成一个正波,叫做“P600”;而在看到语义错误时,大脑会在平均400毫秒后生成一个负波,叫做“N400”。比如说看到“猫狗吃”的时候,大脑会有一个“P600”反应;当看到“猫吃狗”时,大脑会有一个“N400”反应。

 

还有科学家让受试者戴着电极帽,让他们看26个英文字母,纪录分别看每个字母时的脑电图,然后再让他看其中一个字母,电脑可以通过脑电图分析出来他看的是哪个字母。但这需要训练和磨合,需要相当长的时间才能做到这点。

 

在《盗梦空间》中,柯布可以探知比视觉更高的思维活动,比如人脑内的语言活动、做决定的过程,甚至可以“偷取”它们。加兰特说大脑在思考时是如何处理信息的还未被很好理解,更不用说“解码”了。现在,科学家还无法用仪器捕捉住一种任何大脑中的想法,哪怕是最显明的想法。

 

不过,现在已经有科学家尝试读取人脑中的抽象信息,德国马克思普朗克学会人类认知和脑科学学院的研究员汉斯(John-Dylan Hanes)通过建立大脑图像和人类行为之间的联系,利用大脑图像预测人的行为。在一项研究中,他可以提前7秒预知受试者决定用哪只手来按电钮。

 

虽然科学家们已经取得了一些成果,但像《盗梦空间》描述的那样轻松地把几个人的大脑连接起来的技术,还影儿都没有呢。

 

4 植入观念

“白熊效应”土法上马

 

现在虽然还不能“植入思想”,但已经能将一些粗糙的信号植入大脑。有一种叫“大脑起搏器”的东西,可以被植入脑细胞中,把电信号输入到大脑的某些特殊部位中。它被用来治疗癫痫、帕金森综合征等疾病,或许有一天科学家能够用它影响人们的意识。加兰特说:“要做到这件事,你必须有办法操纵特定的神经元和神经突触,这非常困难,在近期肯定不会发生。人们现在担心‘阅读大脑术’会被用来做一些坏事。这是有道理的,但还不用担心有人把坏想法写进你的脑子。”

 

不过,高科技不能做的事,或许可以用“土法”做到。在电影中,“侦察兵”亚瑟强调“植入思想不容易”:“我说‘你不要想一只大象’,你会想到什么?”其实,真有人做类似的实验。哈佛大学的心理学家魏格纳(Daniel Wegner)和同事们用了几年的时间做这个实验。他们告诉人们不要去想“一只白熊”,却发现人们总是会想到白熊。魏格纳发现,当人们试图压制某种思想时,会更加多地想它。魏格纳把这种现象叫做“反弹现象”,或“白熊效应”。

 

富于讽刺意味的是,亚瑟试图用“白熊效应”证明“植入思想不容易”,但魏格纳却利用“白熊效应”来造梦。刚开始时,他们让受试者想一个自己喜欢的人,有些人被要求想着“那个人”,有些人要求不想“那个人”。魏格纳发现,被要求不想“那个人”的受试者会更多地梦见“那个人”。所以,“不让一个人想某件事”是最好的把某件事“植入”到他梦中的方法。

 

【新知补丁】

彭罗斯阶梯

Penrose stairs

 

这是英国精神病专家莱昂内尔·彭罗斯(1898-1972)和他的儿子罗杰·彭罗斯一起设计的一种“不可能的图形”。它画在二维平面上,三段楼梯连在一起,看起来一个人可以不停地上楼梯,但却又能回到原地。彭罗斯阶梯利用了二维平面上的立体错觉,造就了现实世界不可能出现的结构。但是,有可能在三维世界里造出“彭罗斯阶梯”的幻象,方法就像在《盗梦空间》中出现的那样,断开的两段楼梯在某个角度看像是连在一起的,但实际上有很大的高度差。

 

需要说明的是,在三维世界里出现“彭罗斯阶梯”幻象的前提是观看者没有立体视觉,否则他会很容易看出断开的两段楼梯有高度差。幸亏《盗梦空间》是2D电影,如果是3D电影,“彭罗斯阶梯”的戏也就完全泡汤了。

 

“彭罗斯阶梯”不一定非得三段,一般都会被画成四段。世界上最有名的“彭罗斯阶梯”由埃舍尔绘制。其实在彭罗斯和埃舍尔之前,专门设计“不可能的图形”的瑞典艺术家路特斯瓦德(1915-2002)就曾经发现过“彭罗斯阶梯”,但那两个人都不知道他的成果。

 

新知专题采写/本报记者 刘铮

本专题图片均为资料图片

本专题感谢:宿长军(第四军医大学唐都医院睡眠中心负责人)

科学松鼠会

 

  评论这张
 
阅读(591)| 评论(1)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017