Graduate Student Association of Philosophy of Mind and Cognition at National Yang Ming University
Sunday, January 31, 2010
Scientists extract images directly from brain
下面的原文是Joy在上星期六提到的一個實驗。日本科學家成功將腦活動轉譯成視覺圖像。
實驗者對六名受試者以一張12秒的速率播放400張黑百圖片,並同時記錄腦部活動。這些黑白圖片與腦造影經過程式分析後找到腦活動與外來視覺刺激的關連(correlation)。接下來實驗者令受試者看一組不在那400組之中的黑白圖片,內有neuron文字,透過分析受試者的腦造影,科學家們成功重現受試者們看到的黑白影像。
科學家Kang Cheng在下文中樂觀地表示,十年內,以此科技和其進展的速度,科學應可以在以腦活動判讀thoughts上達到一定的準確度。
Cheng這麼樂觀有兩個可能:一,他認為思想也是圖像,可以用同一組編譯碼解譯;二,即使思想不是圖像,把400組圖像代換成400個概念,電腦還是可以計算出各別概念與腦活動之間的關連,進而破解人心中的想法。前者太過天真,我Cheng應該沒這麼簡單;後者即使不是不可能,我認為還有很多問題,比方說:如何induce受試者想一個特定的概念,並篩濾出只關於此概念的腦活動?或者,我們如何確定受試者的確正在想實驗者要他想的概念?思考很多時候牽涉抽象概念,比方說邏輯關係。我們在處理邏輯關係時速度再慢也不會慢到以秒計。腦造影技術若一直以代謝為腦活動指標,只怕永遠讀不到這些細微活動。還有個關鍵的問題是,如果腦並不是以分區分工的方式處理個別概念,而是多區同時的方式,以目前篩濾腦活動成像的減法技術,篩出來的腦造影根本沒有意義。
最後,在應用上,要讀一個人的心理內容,必須先讓電腦分析他的腦活動與相關刺激的關連。每個人的腦處理資訊的方式就像他的指紋一樣,都是獨特的。受試者都是拿了錢自願讓科學家看他的腦。要是科學家真的能夠解譯人腦了,有誰願意進核磁共振機讓人看他的腦,就像讓人看他的日記一樣?有人也許認為這可以作為刑事偵查的工具,讓把每個嫌疑犯都抓進共振機掃一掃,看看他有沒有犯罪。試問,這難道沒有侵害了疑犯的人權嗎?再者,我要是疑犯中真的有犯罪的那個人,我一定會在編碼的過程中惡搞,讓科學家掃不出任何有意義的資料。腦造影讀心術已經變成科學家的吸金術,但這些技術即使成功,能應用的範圍卻令人質疑,倒不如把資金拿去研究coma的病人,找到如何叫醒他們的方法。
ATR mind reader --
Researchers from Japan’s ATR Computational Neuroscience Laboratories have developed new brain analysis technology that can reconstruct the images inside a person’s mind and display them on a computer monitor, it was announced on December 11. According to the researchers, further development of the technology may soon make it possible to view other people’s dreams while they sleep.
The scientists were able to reconstruct various images viewed by a person by analyzing changes in their cerebral blood flow. Using a functional magnetic resonance imaging (fMRI) machine, the researchers first mapped the blood flow changes that occurred in the cerebral visual cortex as subjects viewed various images held in front of their eyes. Subjects were shown 400 random 10 x 10 pixel black-and-white images for a period of 12 seconds each. While the fMRI machine monitored the changes in brain activity, a computer crunched the data and learned to associate the various changes in brain activity with the different image designs.
Then, when the test subjects were shown a completely new set of images, such as the letters N-E-U-R-O-N, the system was able to reconstruct and display what the test subjects were viewing based solely on their brain activity.
For now, the system is only able to reproduce simple black-and-white images. But Dr. Kang Cheng, a researcher from the RIKEN Brain Science Institute, suggests that improving the measurement accuracy will make it possible to reproduce images in color.
“These results are a breakthrough in terms of understanding brain activity,” says Dr. Cheng. “In as little as 10 years, advances in this field of research may make it possible to read a person’s thoughts with some degree of accuracy.”
The researchers suggest a future version of this technology could be applied in the fields of art and design — particularly if it becomes possible to quickly and accurately access images existing inside an artist’s head. The technology might also lead to new treatments for conditions such as psychiatric disorders involving hallucinations, by providing doctors a direct window into the mind of the patient.
ATR chief researcher Yukiyasu Kamitani says, “This technology can also be applied to senses other than vision. In the future, it may also become possible to read feelings and complicated emotional states.”
The research results appear in the December 11 issue of US science journal Neuron.
Monday, January 25, 2010
Mizzou Philosophy of Science Discussion Blog
Saturday, January 16, 2010
檢查視網膜 提早20年發現失智症
http://www.libertytimes.com.tw/2010/new/jan/16/today-t2.htm
檢查視網膜 提早20年發現失智症
〔編譯張沛元、記者魏怡嘉/綜合報導〕英國科學家的最新研究顯示,未來中年人可能只需要做簡單的眼部檢查,最快就能在病症出現的二十年之前,提早發現未來是否會罹患阿滋海默症與其他疾病。這項簡單又廉價的技術,最快可望在三、五年內成為例行眼部檢查之一。此一研究結果已刊載於「細胞死亡與疾病」期刊。
視網膜細胞為腦部的延伸
這項眼部檢查之所以能提早發現未來是否會罹病,在於視網膜其實是腦部的延伸,而視網膜的垂死細胞與腦部細胞死亡有直接關聯,因此在利用螢光染劑讓視網膜垂死細胞呈現後,就能了解腦部細胞是否出現初期死亡跡象。視網膜細胞通常在阿滋海默症症狀變得明顯的十到二十年前開始死亡。此外,研究人員還發現,與阿滋海默症有關的視網膜細胞死亡的獨特模式。截至目前為止診斷正確率達百分之百。
該技術已進行老鼠實驗,人體實驗尚在籌畫,首批病患實驗預定今年稍後展開。倫敦大學學院的研究團隊對於將該技術運用於人類身上深表樂觀。
該研究主撰稿人、倫敦大學學院眼科研究中心研究員柯瑞迪洛說,很少人知道,視網膜雖然很薄,但卻是腦部的延伸;未來只要到市區找驗光師檢查視力就能了解腦部情況,是絕對可能的發生的事,「我希望(民眾)五年內就能上商業區(找驗光師)篩檢阿滋海默症。」
此外,這項技術還有助於研發阿滋海默症治療法,即時得知腦部對新療法的反應。科學家目前在研究阿滋海默症患者腦部活動時,主要仰賴昂貴的核磁共振(MRI)掃描與死後解剖。柯瑞迪洛說,目前針對神經退化疾病之治療的研究所面臨的最大障礙,在於缺乏一種可以直接評估大腦對新療法有何反應的技術──但這項檢查眼部技術可望克服此一困難。
神經科醫師:理論上可行
台北榮總周邊神經科主任蔡清標表示,眼睛大腦在胚胎時期是由大腦突出的構造物,因此視神經被視為腦的一部分,而視神經的末梢就是視網膜細胞,利用螢光標記看視網膜細胞的受損及死亡的速度,來判斷大腦的細胞退化、死亡速度,就像是利用一扇窗戶看到整個屋子的內部。
蔡清標指出,利用視網膜細胞來判斷大腦的細胞退化,理論上是可行的,但目前為動物實驗,距離到人體還有一段很長的路。
阿滋海默症是腦細胞進行性的退化疾病,目前無藥可醫。