新技術可通過腦共振圖像確定大腦閱讀的字母
日期：2013-08-23 09:06:14
據報道，荷蘭內梅亨大學研究人員提出一種簡潔的數學模型，結合先進的腦部磁共振圖像獲取與分析技術，能比以往更精確地重建一個人的思想。最近，他們用這種方法成功地確定了一個人正在看哪個字母。相關論文預先發表在《神經影像》雜志網站上。
人們常用功能性磁共振掃描來研究大腦認知，通常的做法是讓志愿者執行一項特殊任務，確定此時大腦的活躍區域。內梅亨大學的科學家將這種研究又向前推進了一步：用掃描數據確定志愿者正在看的內容。
該數學模型采用一種關于認知圖像重建的線性高斯框架，實驗所用的是手寫字母。研究人員不斷調適模型，讓它能把來自大腦掃描儀的一點（2×2×2毫米的三維像素，三維空間中定義一個點的圖象信息的單位）與單個顯示像素關聯起來，再將所有顯示像素的信息結合在一起，就能重新構建出志愿者所看到的圖像。但結果圖像并不清晰，只是模糊不清的斑點圖。
“此后，我們又做了改進，給模型加了一些先驗知識：‘告訴’它那些圖案花紋看起來像什么字母，大大提高了識別能力。模型會比較這些字母，確定哪個能最確切對應斑點圖，然后將這些圖像結果推向該字母。”研究負責人馬塞爾·范戈文說，“我們相信，大腦本身會把以往的先驗知識與感覺信息結合起來，而我們的方法與此類似。比如，你能認得這篇文章里的線條和曲線，將它們認作某個字詞，前提是你曾經學過它。這正是我們尋找的：一種能以真實方式顯示大腦中發生了什么的模型。我們希望將模型改進到一定程度，能用在工作記憶或主觀體驗中，如夢境或具有可視化形象的主觀體驗中。”
“在今后的研究中，我們將采用更強大的磁共振成像掃描儀。”論文第一作者珊妮·斯考恩梅克說，“掃描儀分辨率越高，提供給模型的關聯圖像就越詳細。目前，我們給模型的字母圖像是腦中的1200個三維像素。如果用更強大的掃描儀，將能達到15000個三維像素。”
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