能否“读懂”情绪?科学家接近于通过大脑信号解读情感

作者: Elena HealthEnergy

能否“读懂”情绪?科学家接近于通过大脑信号解读情感-1

想象一下,夜晚的大脑如同一座灯火通明的宏伟都市。成千上万的灯光在各个街区同时交替闪烁。起初,这看起来像是杂乱无章的微光,但若长期观察,便能发现其中的规律:当一个人感到快乐时,灯光模式是一种样貌;而当焦虑来袭,光影则会完全改变。

这正是发表在《自然·计算科学》杂志上的一项最新研究所致力于探索的领域。

科学家们与18名癫痫患者展开了合作。出于医疗需要,这些患者的大脑中已经预先植入了电极。在实验过程中,参与者观看了一系列带有情感色彩的图像和视频片段,并持续对自己的感受进行评分,包括情绪的愉悦程度以及这种感觉的强烈程度。与此同时,计算机系统严密记录了大脑在这些时刻的电活动信号。

随后,研究人员训练了一套人工智能系统,旨在寻找这些电信号与个体主观感受之间的内在联系。结果显示,该系统学会了以近乎实时的方式,相当准确地判定个体的心理情绪状态。

然而,最引人注目的发现并非仅限于此。以往的类似研究大多只关注大脑皮层中神经元胞体集中的灰质区域。但本研究的作者决定将白质信号也纳入分析范围,即那些连接不同脑区的神经电缆。

事实证明,正是通过这些神经高速公路,传递了海量关于情绪的信息。当模型同时考虑灰质和白质的数据时,其预测的准确性得到了显著提升。

就在几年前,学界普遍认为情绪主要产生于特定的结构,如杏仁核。而这项新工作描绘了一幅更为复杂的图景:情感并非栖息在单一的脑区。它源于整个网络的协同运作,这一网络将大脑皮层、丘脑、边缘系统以及连接它们的神经通路紧密地联结在一起。

随之而来的是一个引人深思的哲学命题。

如果计算机能够判定一个人是焦虑还是快乐,这是否意味着它已经读懂了人类的情感?

答案并非如此简单。

该算法识别的是通常伴随特定体验而出现的电活动模式。这就像天气预报:根据云层、湿度和气压,你可以几乎准确无误地预报降雨,但仪器本身并不能闻到泥土的芬芳,也感受不到雨滴的清凉。

同样地,人工智能虽然学会了预测情绪,但这并不代表它能从内在理解什么是喜悦、恐惧或爱。

这一成果对现代神经科学至关重要。它与预测加工理论高度契合,根据该理论,大脑会不断构建关于身体内部和外部世界发生情况的预测。在这种背景下,情绪并非作为独立的快乐按钮或恐惧中心而存在,而是大脑预期与实际发生情况之间持续比对的结果。

当然,研究也存在局限性。所有参与者均为18名癫痫患者,因此研究结果不能自动推及至整个人群。此外,情绪评估依赖于参与者的自我陈述,且实时模式目前仅在四名个体身上得到了验证。

尽管如此,这项工作展示了神经技术领域的飞速进步。未来,类似的系统有望在患者意识到自身变化之前,就协助检测出抑郁症、焦虑症发作或情感崩溃的苗头。这为精神疾病的治疗开辟了新路径。

但与此同时,一个新的伦理问题浮出水面:如果技术终有一天能通过大脑活动精准识别我们的情绪,那么在医疗援助与个人内心隐私权之间,界限究竟该划在哪里?这或许将成为未来几年神经科学面临的主要挑战之一。

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来源

  • New Article out today! Yueming Wang and colleagues introduce personalized models that decode human emotion states from intracranial brain recordings in real time.

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