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日科学家使用核磁共振读取梦境准确率约60医疗电子万芳

发布时间:2020-02-14 11:25:00 阅读: 来源:排污泵厂家

日科学家使用核磁共振读取梦境:准确率约60% - 医疗电子 - 电子工程网

据国外媒体报道,一个日本神经科学家小组日前成功地使用大脑扫描设备读出人们梦境中的内容。

日本京都ATR计算神经科学研究所科学家神谷之康和他的同事们使用功能磁共振成像(FMRI)对三名睡眠中的受试者脑部进行扫描观察,并同时记录下他们的脑电波信号。

当观察到受试者的脑电波正处于梦境的早期睡眠特征时,研究人员便将受试者唤醒并询问他们刚才梦到的是什么情景,随后便让他们继续入睡。这种测试的进行期间有3个小时的间隔,并采用不同的方式,针对不同的受试者重复进行7~10次。

在每次间隔期间,受试者每小时会被唤醒10次。每一位受试者都报告他们大约每小时内都会出现大约6~7次梦境,这样每一位受试者身上都会记录到大约200次梦境事件。

大多数梦境所反映的是日常的生活。如一位受试者表示:“我梦到我在一家面包店里。我买了东西然后走到外面的大街上,那里有一个人正在拍照。”另一位受试者叙述说:“我看见一座巨大的铜质雕像,在一座小山坡上。在山脚下有小屋子,街道,还有树林。”也有一部分受试者的梦境中包含了一些不同寻常的内容,比如遇见一位电影明星,或是梦见自己置身于一座录音棚之中。

神谷之康和同事们使用普林斯顿大学开发的语料数据库WordNet来提取受试者陈述报告中的语言特征,并将其划分为20个类别,如“车”,“男性”,“女性”以及“计算机”等,这些文字都是在受试者的陈述中出现频率最高的。随后研究组使用对应于这些文字的图片,让受试者去观看这些图片并同时扫描并记录他们的大脑活动情况,最后将这些数据与此前在进行睡眠实验中唤醒受试者时记录的数据进行对比。令人惊奇的是,计算机能够识别梦境中60%左右的图像。

研究人员对受试者大脑的V1,V2 和 V3区域的活动情况进行了分析,这些大脑区域负责视觉图像处理的最早期阶段,并负责对视觉画面的基本解码,如对比以及边界的对齐等等。研究人员也对大脑中负责更高级别图像处理的区域进行了观察,如大脑中负责目标认知的区域,等等。

在2008年,神谷之康和他的同事们曾经报告称他们可以解码并重建受试者大脑区域活动所代表了视觉情景。而现在,他们已经更进一步,实现了对大脑更高级功能区域活动的识别,也因此几乎能精确地预测受试者梦境中呈现的内容。

神谷之康表示:“我们建立了一套模型,用以预测每一类别的内容是否会在梦境中呈现。通过对唤醒受试者之前9秒钟其大脑活动的分析,我们可以判断这个人刚才是否正在做梦,准确性达到75%~80%。”

他也表示这样的实验并非对受试者梦境画面结构的考察。他说:“我们所关注的是梦境的意义,但是我仍然认为有可能从中提取出结构特征,如形状和对比,正如我们在2008年时所做的那样。”

他们所作的这项工作于去年10月份在美国新奥尔良召开的神经科学学会年会上做了报告,并于近期发表在《科学》杂志上。在这篇文章中,研究组指出人类大脑中负责较高级别视觉处理的区域,其针对梦境和视觉感知所产生的神经反应是相似的。

美国加州大学伯克利分校科学家杰克·格朗特(Jack Gallant)表示:“这是一项有趣的工作,令人兴奋。相比低级区域,从更高级别的大脑区域进行解译可以更加精确地重构梦境,这一事实说明引发梦境的大脑活动中牵涉到一些与视觉想象有关的脑部区域。”他说:“另外,由于对梦境的解译在受试者被唤醒前十几秒钟时最为精确,这一点也似乎可以证明我们醒来后回想自己刚刚经历的梦境,这是一种短时记忆。”

神谷之康和同事们目前正致力于对处于快速眼动阶段(REM)的深度睡眠者实施同样的研究,这一阶段一般也被认为与当事人正处于梦境有关。他说:“这一阶段的研究将更具挑战性,因为我们必须至少等待一小时以上才能等到受试者进入快速眼动阶段的睡眠状态。我并不了解很多有关梦境的作用的理论,我比较了解梦境的内容,以及这些梦境内容是如何与大脑中的不同区域相互关联的,这种关联性将帮助我们更好地理解梦境。”

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