我們能「讀懂」情緒嗎?科學家們接近於透過大腦信號解碼情緒

作者: Elena HealthEnergy

我們能「讀懂」情緒嗎?科學家們接近於透過大腦信號解碼情緒-1

想像大腦是一座深夜裡的繁華都市,成千上萬的燈火在各個區域同時交替閃爍。乍看之下,這似乎只是雜亂無章的微光,但若長時間細心觀察,便能發現其中的規律:當一個人感到快樂時,「燈光模式」會呈現一種樣貌;而當焦慮情緒來襲,光影的排列則會完全改觀。

這正是近期發表於《自然計算科學》(Nature Computational Science)期刊的一項研究所探討的核心課題。

科學家與18名癲癇患者合作,這些患者因醫療需求,大腦中早已植入了電極。在實驗過程中,參與者一邊觀看帶有情感色彩的影像與影片,一邊持續評估自己的感受,包括情緒的愉悅程度以及情緒的強度。與此同時,電腦精確記錄了他們大腦內部的電活動數據。

隨後,研究人員訓練人工智慧系統,試圖尋找這些電訊號與個人主觀感受之間的深層關聯。結果顯示,該系統學會了如何相當準確地即時判定受試者的情緒狀態。

然而,這項研究最引人入勝的發現不僅於此。過去多數類似的研究主要集中在分析大腦皮質(即灰質)的活動,那是神經元細胞體集中的區域。但本研究的作者決定將「白質」訊號也納入考量,這些白質就像是連接大腦不同區域的「通訊電纜」。

事實證明,正是透過這些神經高速公路,大量關於情緒的資訊得以傳輸。當模型同時考慮灰質與白質的活動時,其預測情緒的準確性得到了顯著提升。

就在幾年前,科學界普遍認為情緒主要由特定的腦部結構產生,例如杏仁核。但這項新研究描繪了一個更為複雜的圖像:情感並非僅僅存在於單一腦區,而是由整個網絡協同運作的產物,這個網絡整合了皮層、丘腦、邊緣系統以及連接它們的神經路徑。

隨著技術的突破,一個有趣的哲學問題也隨之浮現。

如果電腦能夠判定一個人正處於焦慮或快樂之中,這是否意味著它已經成功「讀取」了人類的內心感受?

答案恐怕並非如此簡單。

演算法所識別的,是通常伴隨特定體驗而產生的電活動模式。這就像天氣預報一樣:根據雲層密度、濕度和氣壓,你可以幾乎準確無誤地預測降雨,但測量儀器本身並不會感受到濕潤泥土的芬芳,或是第一滴雨水落在皮膚上的涼意。

同樣地,人工智慧雖然學會了預測情緒,但這並不代表它能從內在視角理解什麼是喜悅、恐懼或愛。

這對現代神經科學而言是一項極為重要的成果。它與「預測加工」理論高度契合,該理論認為大腦會不斷對體內外發生的情況建立預測。在這種背景下,情緒並非作為獨立的「快樂按鈕」或「恐懼中心」而存在,而是大腦預期與實際感官輸入持續比對後的動態結果。

當然,該研究仍有其局限性。由於所有參與者均為癲癇患者,研究結果目前尚不能直接推論至全體健康人群。此外,情緒評估主要依賴參與者的自評,且即時監測模式目前僅在四名受試者身上完成了測試。

儘管如此,這項工作展示了神經技術領域的飛速進展。在未來,類似的系統可能有助於在患者察覺之前,就偵測到憂鬱症、焦慮發作或情緒崩潰的徵兆。這為精神疾病的預防與治療開闢了全新的可能性。

但與此同時,新的倫理挑戰也隨之而來:如果技術終有一天能透過大腦活動極其精準地識別情緒,那麼在提供醫療協助與保障個人內心世界隱私權之間,界線究竟該劃在哪裡?這個問題或許將成為未來幾年神經科學領域最核心的挑戰之一。

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來源

  • 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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