能知道別人腦子里在想什么，聽起來(lái)就像佛教中的“他心通”或西方所謂的“讀心術(shù)”。當(dāng)測(cè)謊儀在19世紀(jì)末20世紀(jì)初出現(xiàn)時(shí)，很多人就把它當(dāng)“讀心術(shù)”來(lái)用。直到現(xiàn)在，仍有不少人相信，只要祭出測(cè)謊儀，對(duì)方腦子里的念頭就無(wú)所遁形了。實(shí)際上，測(cè)謊儀根本不會(huì)探測(cè)大腦的活動(dòng)，它只是通過測(cè)量被試者的呼吸、脈搏、血壓、皮膚電、腦電等指標(biāo)，來(lái)判斷被試者有沒有緊張，是否在說謊。一般來(lái)說，一個(gè)人在說謊的時(shí)候會(huì)緊張，導(dǎo)致血壓升高，心跳和呼吸加快，皮膚出汗從而電阻降低，腦電圖中特定頻率的波增多或減少。測(cè)謊儀測(cè)量這些數(shù)據(jù)，會(huì)較大概率地猜中被試者有沒有說謊。當(dāng)然，因?yàn)闇y(cè)謊儀實(shí)際上測(cè)的是“緊張”，所以結(jié)果不夠精確。如果給一個(gè)男人看一張美女的照片，測(cè)謊儀也可能會(huì)報(bào)警。因此目前測(cè)謊儀的結(jié)果在法庭上只能作為參考，不能作為證據(jù)使用。

猜 想 大 腦

功能性磁共振成像儀（fMRI）可以記錄大腦血氧水平的變化，我們從血氧信號(hào)就可以推知神經(jīng)元的活動(dòng)狀況。雖然fMRI并不能記錄每個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)情況——目前科研常用的成像“體素”（voxel）大約為1.5mm×1.5mm×1.5mm，一個(gè)體素就包含了幾十萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元，但與“粗糙”的測(cè)謊儀相比，fMRI總算能得到相對(duì)準(zhǔn)確的神經(jīng)信號(hào)了。

為了研究大腦的所思所想，科學(xué)家讓被試者觀看各種圖片（如用不同方法書寫的BRAINS），同時(shí)用fMRI記錄被試者的大腦圖像。積累大量這樣的數(shù)據(jù)之后，科學(xué)家利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，用這些數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練出一個(gè)計(jì)算模型。在這個(gè)模型中，大腦在看A圖片時(shí)，激活A(yù)模式；看B圖片時(shí)，激活B模式。因此，如果你給模型一個(gè)大腦激活數(shù)據(jù)，模型就能推知它對(duì)應(yīng)的模式，復(fù)現(xiàn)刺激，也就是猜測(cè)大腦所想的圖片。

很多科學(xué)家已投入到這一研究中，并提出了五花八門的算法。如圖2就是各種算法所復(fù)現(xiàn)的刺激（圖片），其中DGMM算法是中科院自動(dòng)化所的何暉光研究小組在2017年提出的，可以看出其復(fù)現(xiàn)效果最好。

窺 視 夢(mèng) 境

看到這里，你一定會(huì)說，既然我們能猜到大腦在“看”什么，那豈不是可以解讀夢(mèng)境？

還真有人這么干了。2013年，日本ATR神經(jīng)信息研究所的神谷之康團(tuán)隊(duì)成功解讀了3個(gè)人的夢(mèng)境。被試者看了上千張圖片，例如馬桶、草坪、大象，同時(shí)被fMRI記錄看圖片時(shí)的神經(jīng)信號(hào)。計(jì)算機(jī)利用這些神經(jīng)信號(hào)數(shù)據(jù)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)建立大腦觀看物品的神經(jīng)反應(yīng)模式。之后被試者在fMRI中睡覺，神經(jīng)信號(hào)被記錄下來(lái)。當(dāng)他們進(jìn)入快速眼動(dòng)期后（這一時(shí)期會(huì)記住自己的夢(mèng)），過一會(huì)兒就會(huì)被叫醒，報(bào)告自己剛才夢(mèng)到了什么。同時(shí)計(jì)算機(jī)利用記錄下來(lái)的神經(jīng)信號(hào)預(yù)測(cè)他們夢(mèng)到了什么。將這一預(yù)測(cè)與被試者的報(bào)告進(jìn)行對(duì)比，就能知道計(jì)算機(jī)對(duì)夢(mèng)境的解讀是否正確。為了得到足夠多的數(shù)據(jù)，在為期約一周的實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)被試者都被叫醒了200多次！

實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓研究者們驚喜：他們猜中了被試者的夢(mèng)境！比如夢(mèng)里有男人、食物、車、街道等模糊信息。雖然他們還不能得到更加準(zhǔn)確的信息，比如夢(mèng)到的男人長(zhǎng)什么樣，車是什么牌子等，但“解夢(mèng)”能“解”到這個(gè)程度，已足以令人驚嘆了。

隨 心 而 動(dòng)

會(huì)“讀”大腦，就意味著腦機(jī)接口（brain machine interface， BMI）有了用武之地。腦機(jī)接口是將大腦和機(jī)器連接起來(lái)的通道。既然能讀懂大腦想做什么，那么接下來(lái)就可以通過腦機(jī)接口，讓機(jī)器理解大腦的意圖，執(zhí)行命令。

2014年，巴西世界杯的第一球由一位高位截癱患者朱利諾·平托踢出（圖3）。他穿戴了一套機(jī)械外骨骼設(shè)備，通過大腦直接下達(dá)動(dòng)作命令，令外骨骼幫助他完成了踢球的動(dòng)作。其實(shí)，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)奇跡，關(guān)鍵在于對(duì)大腦的動(dòng)作命令進(jìn)行解碼。杜克大學(xué)的米格爾·尼科萊里斯利用頭皮腦電技術(shù)（EEG）采集了平托的神經(jīng)信號(hào)，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，計(jì)算出平托大腦發(fā)出動(dòng)作命令的模式。當(dāng)平托腦中想到要做什么動(dòng)作時(shí)，這一動(dòng)作命令就被解碼，通過腦機(jī)接口傳遞給平托身上的機(jī)械外骨骼，讓它推著平托完成相應(yīng)的動(dòng)作。這一技術(shù)幫助很多高位截癱患者重新站了起來(lái)，部分甚至還恢復(fù)了走路等生活能力。

相較于腿，手的運(yùn)動(dòng)就要精細(xì)很多了。EEG是將電極貼在頭皮上來(lái)收集神經(jīng)信號(hào)的技術(shù)，所得信息有些“粗糙”，目前的科學(xué)水平無(wú)法利用這樣“粗糙”的信息來(lái)對(duì)手的運(yùn)動(dòng)命令解碼。于是，有人將一個(gè)電極陣列植入患者的運(yùn)動(dòng)皮層，直接記錄運(yùn)動(dòng)皮層的神經(jīng)活動(dòng)，再對(duì)記錄的神經(jīng)信號(hào)進(jìn)行解碼。利用這種技術(shù)，患者可以操控一個(gè)機(jī)械臂來(lái)完成復(fù)雜的動(dòng)作（圖4）。

猜不透的心

既然讀取大腦已經(jīng)成為可能，那我們會(huì)不會(huì)進(jìn)入一個(gè)不安全的時(shí)代——面臨思維被竊取的風(fēng)險(xiǎn)呢？

大腦用電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)來(lái)傳遞信息，這些都有實(shí)實(shí)在在的物質(zhì)基礎(chǔ)——換句話說，是可以用儀器測(cè)量的。理論上，我們可以測(cè)量、記錄大腦中每一個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)狀況，以及神經(jīng)元連接的情況，然后通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的解析，探知你此刻在想什么。怎么樣，你是不是有點(diǎn)兒感到隱私被暴露的恐慌？

這當(dāng)然是嚇唬你啦！所謂記錄大腦中每一個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)、解析所有的數(shù)據(jù)，只不過是一種理想化的設(shè)想。首先，目前并不存在十分完備的全腦記錄技術(shù)。像《給大腦來(lái)點(diǎn)刺激》中提到的植入大腦的創(chuàng)傷性電極，目前最多只能同時(shí)記錄幾百個(gè)神經(jīng)元，少的只能記錄幾個(gè)。而無(wú)創(chuàng)的技術(shù)，如上文提到的EEG、fMRI，還有內(nèi)源光成像等技術(shù)，只能記錄腦區(qū)的活動(dòng)狀況。其次，即使記錄手段達(dá)到要求，我們對(duì)大腦的認(rèn)識(shí)水平也不足以支持對(duì)這些數(shù)據(jù)的解碼。目前科學(xué)家只能解釋一幅圖片是如何進(jìn)入視覺通路，又是如何在大腦中被加工處理的，對(duì)“你是怎么意識(shí)到自己看到了這幅圖”，則停留在猜想階段。

仔細(xì)看看前文的實(shí)驗(yàn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，目前讀取大腦的技術(shù)要么處于感覺層面——看到什么，要么處于運(yùn)動(dòng)層面——想怎么運(yùn)動(dòng)，卻沒有涉及更加復(fù)雜的思考過程。如果把人類的神經(jīng)模型簡(jiǎn)化，就是感知世界（感覺）—思考（意識(shí)）—做出反應(yīng)（運(yùn)動(dòng)），這個(gè)邏輯鏈條的首尾兩級(jí)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。例如，在你視野的左上角有一個(gè)紅點(diǎn)亮起，該現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的視覺皮層區(qū)域就會(huì)活躍起來(lái)；運(yùn)動(dòng)皮層中某個(gè)區(qū)域被激活，你的左手小拇指就會(huì)彎曲起來(lái)……這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，令解讀感覺和運(yùn)動(dòng)的信息相對(duì)較為簡(jiǎn)單。而關(guān)于“意識(shí)”，我們目前并不知道哪個(gè)腦區(qū)能為之負(fù)責(zé)，只知道一些較為復(fù)雜的思考過程是在前額葉完成的，但并不清楚具體的工作機(jī)理。因此，當(dāng)你產(chǎn)生一些復(fù)雜的想法，如“好餓，真想吃蛋糕。抹茶的好吃。放學(xué)了我要去買一個(gè)。長(zhǎng)胖了怎么辦……”時(shí)，別人是不管用什么手段都沒法知道的。即使用上前文提到的解碼夢(mèng)境的模型，也最多只能解碼出“食物”這點(diǎn)兒念頭而已。

意識(shí)究竟是什么，究竟在哪兒，大腦是怎么產(chǎn)生意識(shí)的？我們對(duì)此還沒有清晰的概念。猜心就此止步，你的大腦仍是安全的。但科學(xué)家認(rèn)為，未來(lái)科技有希望弄清這些問題。也許到那時(shí)，解讀人腦就不是什么難事了。