“讀心術”、“心靈感應”可能實現嗎？

當你開始閱讀這篇文章，眼睛掃過紙頁上的文字的時候，你有可能會感覺到頭腦中的一個聲音隨著你的閱覽輕聲低讀著。當我們說話的時候，聽別人講話的時候，寫信或者發送電子郵件的時候，我們當中的大部分人也都能感受到這個聲音。當我用鍵盤輸入這段文字的時候，同樣的事情也發生在我的身上：在鍵入這些文字的時候，它們同時也在我的腦中被一一敘述。

我們是否真的能收聽到他人內心的聲音？文字思考確實會在我們大腦中形成特有的電信號，而對這些電波的解碼使拼湊人們的想法成為可能。這種技術擁有驚人的前景，它能幫助那些因腦部損傷失去表達功能的人士重獲新生，但這也有可能對未來的個人隱私產生令人擔憂的巨大影響。從現在起，我們有必要開始認真思考這些問題，因為分析大腦深處思維信號的技術正在迅速成為現實。歡迎進入全新的腦部閱讀世界。

近一個世紀前，歷史上對腦信號的研究就已開始。1924 年，一位叫漢斯·伯格的德國醫生通過使用他的新發明—— 腦電儀（簡稱為EEG）歷史上首次記錄下了人類大腦中快速進行的電磁活動。該試驗使用放置在頭部的電極記錄大腦數以億計的神經細胞輸出的電波。

到了上世紀90 年代中葉，我們將腦部活動轉化成為可讀信號的能力取得了很大的提高，人們可以利用他們腦部活動創造的電場移動計算機屏幕上的光標。這種技術創新利用了由腦部負責肌肉活動的運動皮質（層）產生的電脈沖。要移動屏幕上的光標，你不能用自然語言使其“向左移動”，相反，你需要在頭腦中想象一個具體的移動，就如同想象用網球拍擊球那樣。

雖然這種技術對移動屏幕上的物體非常奏效，但是當你嘗試利用它進行交流的時候，它的缺點是顯而易見的。你充其量只能使用光標選擇屏幕上虛擬鍵盤中的字母。一個訓練有素的大腦使用這種技術一分鐘最多只能寫15個單詞。而在進行口頭表達的時候，我們可以說出150個單詞。

要讓儀器以我們思考和說話的速度工作，它必須能將你內心的聲音迅速通過語音合成器轉換成聲音。而此項應用將為重度癱瘓的病人以及那些意識清醒但卻無法進行正常溝通的人士帶來福音，這些患有“閉鎖綜合征”的患者將重新獲得進行無障礙交流的能力。

新的途徑

然而，這種無障礙交流必須通過一種極不尋常的途徑來實現。你需要將注意力全部集中在大腦里以控制語言信號。

2008 年，佐治亞州德盧斯（Duluth）神經信號研究所的神經科學家菲利普· 肯尼迪(Philip Kennedy) 通過一部分靠近臉部的運動皮質層達到了這個目的，這部分運動皮質層控制嘴部，喉部和舌頭的活動。這種技術只需要識別人在說話時產生的肌肉信號。

例如，說出單詞bee（蜜蜂）要求嘴部進行特定的活動。首先，我們應該噘起嘴唇以發出第一個音標［b］，然后舒展嘴唇，舌頭抵住上排牙齒以發出［i:］這個音。所有的這些臉部肌肉活動受控于臉部的運動皮質層。所以，在人們移動他們的目標肌肉之前捕捉運動皮質層發出的信號，你就能了解到那個人想要說什么。

肯尼迪和波士頓大學的神經科學家弗蘭克·耿瑟爾（Frank Guenther）通過植入電極成功閱讀了一位“閉鎖綜合癥”患者的運動皮質層發出的信號。他們識別了這個患者發出的三個元音信號，并將這三個信號輸入聲音合成器，聲音合成器在解碼信號后就可以實時播放聲音。這項研究邁出了獲得組成元音和輔音的第一步。肯尼迪認為使用這種方法他和耿瑟爾可以與患者合作收集100個單詞或者更多有用的詞匯樣本。

但這種方法并不完美。首先，該試驗獲得的樣本因人而異。而且將電極植入人腦并不是一項可以輕松完成的手術。最后，盡管從使用普通的運動信號到使用與語言相關的信號邁出了非常關鍵的一步，但這不是真正意義上的“大腦閱讀”。

真正的“大腦閱讀”要求研究人員在信號到達運動皮質層之前通過某種方式將其截取。這意味著研究人員必須在腦部的其他部分尋找語言的源頭。幸運的是，他們知道在什么地方可以找到語言的源頭。

將頭腦中的思維轉化成語言是一個復雜到令人難以置信的神秘過程，但是目前我們已經了解到，在到達運動皮質層以前，思維必須通過兩個與語言的感知和表達相關的“中轉站”轉化為話語。

第一個“中轉站”是韋尼克氏區（Wernicke’s area），該區域負責語義。在這里思維基于純粹意義而非語言，這種純粹意義包括圖像、氣味或者情緒性記憶（見上圖）。韋尼克氏區的損傷將導致語義聯想能力的喪失：詞匯脫離語義之后將會沒有意義。例如，當該區域中風后，你將無法理解別人向你說的話，你甚至無法理解你自己的所思所想。你試圖表達，但你只能說出一堆混亂的、沒有意義的文字排列，神經科學家們稱它們為“文字沙拉”。

第二個“中轉站”是布洛卡區（Broca’s area），即世人公認的大腦語言處理中心。在布洛卡區，語義被轉化成語音并最后轉化成文字。組合的句子從布洛卡區迅速到達運動皮質層，接著運動皮質層刺激肌肉，肌肉在受到刺激之后將人們想表達的文字轉化成聲音。如果布洛卡區受損，即使你知道你想說什么，但你卻無法傳遞這些神經刺激，并直接導致你說不出話。

當你聆聽自己內心的聲音的時候，這兩個過程正在發生。你“聽見”自己在韋尼克氏區產生語義，同時在布洛卡區形成語言。

表達你內心的聲音

“大腦閱讀”的關鍵似乎就在這兩個區域，但迄今還沒有進行對韋尼克氏區和布洛卡區的全面探索。要實時閱讀電波，神經科學主要受到兩個技術上的限制。植入電極可以接收到神經元發出的高保真信號，但同時植入電極的風險非常高。

除了植入電極，剩下的唯一傳統選擇就是使用放置在顱骨頂部的電極收集電波。不幸的是，頭骨會阻礙并混淆大腦發出的電波，所以盡管不精確的電波可以用來推測肌肉的運動，但要從諸如布洛卡區和韋尼克氏區等區域獲得更有意義的信息則需要更高的電信號精確度。

到2004 年，神經科學家們把注意力轉向到了一種叫做“腦皮層電圖描記法”的技術（簡稱為ECoG），科學家們首先將顱骨打開，然后將網狀電極放置在大腦頂端，網狀電極放置于顱骨下層，并沒有完全植入大腦。在過去的幾十年里，ECoG 技術被用于定位癲癇病患者的發病源。

在掌握了ECoG技術之后，若干個研究人員開始了他們尋找體內聲音的征程。2010 年，鹽湖城猶他大學的研究員布拉德利· 格萊格（Bradley Greger）成功利用ECoG 技術識別了完整單詞的電波，得出的結果比以前任何人獲得的結果都要精確。通過將網狀電極放置在臉部運動皮質層和韋尼克氏區，格萊格和他的同事識別了一位清醒的癲癇病患者腦中產生的“是”、“不是”、“冷”、“熱”、“口渴”、“饑餓”、“你好”、“再見”、“更多”和“更少”等單詞。

和肯尼迪團隊相似，格萊格說：“我們尋找的是一組一組固定的詞匯，特別是對那些‘閉鎖綜合癥’患者有用的詞匯。” 但是與肯尼迪團隊不同的是，格萊格研究的領域并不僅僅局限于運動皮質層。盡管他們截獲的大部分電波仍是來自于臉部運動皮質層，但這項工作標志著人類首次對大腦的語言中心進行了探索。

雖然這項研究的前景非常廣闊，但它的研究成果還不能廣泛應用。比如肯尼迪的“文字映現”技術，研究人員需要不停獲取新的信號來為詞匯表增加新的單詞，而英語語言擁有25萬個獨立的單詞。盡管這是對韋尼克氏區的首項研究，但該技術仍然在很大程度上依賴于對臉部運動皮質層的研究。

也許還有別的辦法。格萊格說：“你可以研究更基本的語言成分。”這些成分被稱為音素，英語中約有40 個音素，例如 “school”（學校）一詞中的［ku?l］，“blah ” （空話）一詞中的［ɑ?］以及“shy ”（害羞）一詞中的［?］。每個英語單詞中都包括了這些語音成分的組合。解碼與這些音素相對應的腦部信號之后，你就將獲得可以幫助你迅速解碼任何能想到單詞的羅塞塔石碑。

那么在哪些區域可以發現這些音素？它們很有可能位于布洛卡區或韋尼克氏區，即產生語言和言語信號的先行區域。事實上，核磁共振成像掃描實驗獲得的誘人線索證明了音素就位于這些區域。2010 年，密蘇里州圣路易斯市華盛頓大學醫學院的埃里克·里薩德（EricLeuthardt）和他的同事格溫·斯考克(Gerwin Schalk) 通過將網狀ECoG布置在四人腦中的語言接收區塊，準確地識別到［??］、［ɑ?］、［e］、［i?］等音素。不論實驗參與者想象他們正在發出這些音素或是實際上已經大聲說出了這些音素，運動皮層中這些聲音的神經信號看起來是相同的。而以前的理論認為，想象中的音素和思考者輕聲默讀音素產生的電波應該是截然不同的。

里薩德一直在尋找這些音素，但他偶然發現了更值得研究的東西。口頭說出的音素同時激活了語言區域和運動皮質層。而想象中的言語，即體內的聲音促進了韋尼克氏區神經細胞的活動。“在傳統的語言領域里，這種內心的聲音是特別容易提取的。”他說。

“內心的對話是我們理解世界的方式之一。”里薩德說道。而且他有能力聆聽到人們內心的聲音。里薩德還說：“我稱之為大腦閱讀，它能夠獲取你的思想并把它們轉化到外部世界中。”里薩德的研究給其他研究人員留下了深刻的印象。格萊格說：“這是人類歷史上首次從語言區域中獲得這種信號，這真的令人非常激動。”

里薩德能夠實時識別具體語音信號的事實向我們表明大腦閱讀可以在我們想到某些單詞的時候實時進行。然后，我們可以在實驗對象想到某些東西的時候實時從 EcoG 儀上讀取信號。“在掌握這項技術之后，聲音合成器可以實時發出聲音。”肯尼迪說道。

為了達到獲取完整單詞的目標，里薩德的下一步任務是擴大他的聲音庫。最初，他認為研究元音比研究輔音要簡單得多，因為發元音和輔音時嘴部肌肉的移動是截然不同的，而且輔音［k］和［t］之間轉換并不會使嘴部肌肉移動。但那不是什么大問題。現在討論研究發現還為時尚早，雖然取得進展的速度比他預想的要快得多，而且里薩德對研究結果非常滿意。他說：“我們正在快速收集音素信號。”

這項研究現在的主要目的在于改善那些“閉鎖綜合癥”患者的生活質量，但對大腦語言中樞的研究將為其他領域也帶來革命性的突破。這個領域的研究發現將使更廣泛的人群受益。通過這項技術，人們可以在不用手的情況下使用移動通話，我們依靠內心的聲音便能控制通話；我們還可以試想，在未來的某天，你可以建立自己的心靈感應鏈接。對于語言學家而言，這項技術可以讓他們以前所未有的角度洞察語言的神經起源和語言結構。而語言學家現在只對思想形成語言的神經生物過程有個模糊的了解。

里薩德的下一個項目是與國際研究人員共同合作進行的，他們將研究音素的產生是如何在不同的語言之間轉化的。如果對于來自不同文化和語言的人們來說，語言思維激活的是相同的神經細胞群，那么這將有可能意味著人類具備使用這些類型的通用聲音進行交流。

然而，里薩德并不滿足于僅僅對我們內心的聲音進行研究。他看得更遠，他想知道語義理解能否在截然不同的文化中直接相互映射，例如哪些神經細胞能使美國人和中國人想起“狗”？里薩德說：“我們想知道這項研究能走多遠。讓我們一起看看語義表征是如何進行的。”如果我們能夠概括這些語義圖像并使用它們代替語言進行交流，通用的翻譯機將指日可待。的確，從功能上來說，在不需要文字的情況下了解別人的想法與心靈感應沒有什么區別。

我們的世界為大腦閱讀準備好了嗎？或者這只是奧威爾式的噩夢？因為這項技術使閱讀你內心最深處的秘密成為可能。畢竟，這項研究深入探索了大腦思維形成的過程，這為刺探那些私人保有的不可分享的思想提供了可能。肯尼迪的研究依靠的是談話或談話的意愿，而里薩德研究的技術能夠在實驗參與者不愿講出心中某些想法的前提下將這些想法提取出來。

目前來說，這種區別只是學術上的。這種閱讀大腦的技術要求對大腦進行外科手術。但是如果采用微創技術能夠獲得相同的信息，那么之前的一切猜想都將不成立。如果事實確實如此，那么確保建立防止在沒有得到主體同意的前提下泄露信息的機制就顯得尤為重要。

實際上，這種機制似乎早就在我們的大腦中建立起來了。如果人們將他們的所思所想毫無保留的說出來，后果無疑不堪設想。因此事實上，盡管這種精神閘門是在何種情況下發揮作用的還不得而知，我們也會使用自我監控機制將涉及社會的事情和涉及私人的事情區分開來。這是一個非常重要的區分，因為如果該閘門只存在于運動皮質層中，從語言中心獲得的信息將不會被過濾。

作為讀者，您又是怎么想的呢？我們是否已經準備好攻陷隱私的最后一座堡壘（即我們的顱骨），并揭開到目前為止仍然安全存儲在我們頭腦深處的秘密呢？不，您不用說話。因為我已經讀透了您的想法。

（作者：Duncan Graham Rowe）