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医用机器可用来玩读心术,能轻易破解你脑袋里想的图


 
2020-1-18 11:06:54

 在2003年秋天,旧金山艺术馆展出了我的艺术作品,一张我大脑的核磁共振图。作为一名概念艺术家,我的主要工作是提供想法,而不是直接作画,因此有些人会认为我创造的东西是虚的,是根本没有人经历过的东西。为了更清晰和直接地展示我内心的想法,我一直在和加利福尼亚大学旧金山分校进行合作。该大学的神经科学家Bruce Miller曾让我躺在医用仪器下,扫描并制作了我大脑的图像。

  这项技术被称作功能性核磁共振成像(fMRI),于上世纪九十年代创造出来用于非侵入性地检测病人的神经活动。大脑血流中血红蛋白上的铁元素会被强大的磁场跟踪。由于血液循环会在神经元放电后增加,因此医生通过观测血流就能知道我们的脑活动,或者知道我们思考的过程。当然,后面这点只是我的猜想。

图片:Levent Konuk图片:Levent Konuk

  不过,我在2003年测试了这一想法。当时我在旧金山主义画廊展示了我大脑fMRI的结果,只是大多数观众都是一脸迷惑地看着红色的血流重叠在我的灰质上,摇摇头,晃晃杯子中的葡萄酒就走过去了。

  展览展出的16年后,Miller也有着同样的反应。我们一同坐在他位于大学的办公室中,他用手不断指着电脑屏幕上的图片,就是那张我在思考真理时的fMRI图。“这张图分辨率太低了,我认为从图里能判断出你在沉思,”他说,“但是这张图真的有点过时了。”

Jonathon Keats自己的fMRI图。Jonathon Keats自己的fMRI图。

  他说的没错。fMRI技术从2003年至今已经发展了很多年,就连医院里用的机器功能也比之前的强大了四倍。而就我这些年的经历来说,我始终坚信人类大脑的思想是可以被观察到的,并且这些观察图能够告诉我们思考是怎样运作的。现在,我想的是,fMRI发展得如此迅速,是不是能成为一种全新的观测工具,甚至用于我之前想过的艺术创造。为此,我拿着2003年的扫描图,开始和相关领域的科学家探讨可能性。

  用图片展示想象力

  “我能看见哪一块区域活动最强,”京都大学的神经科学家Yukiyasu Kamitani边看着我的扫描图边说,“但是我们不再看着图中的这些热点,”所谓的热点是指那些代表我血流的红点,“我们现在更加专注于脑活动的整体模式,这是不能用眼睛看出来的,”他表示。

  Kamitani是世界上著名的视觉皮层研究专家,他开发出了一套方法,可以用于解码这些大脑扫描图,就像读心术一样。这项技术发表在了2017年的《自然-通讯》上,他可以根据志愿者在fMRI机器中观测到图片时的脑活动,重新在机器外部重建图片。更令人震惊的是,他甚至能够重建别人想象的图片。

  为了实现这一目标,Kamitani使用了深度神经网络算法,该算法会在志愿者观看熟悉物体图片时分析他们的大脑活动,比如雨伞和飞机。而观看这些图片时由视觉皮层引起的大脑血流变化都会被记录下来,计算机能够根据血流样式生成不同的图片模式来对应飞机的特征,甚至是飞机在天空留下的机尾云。

  当这些实验循环进行很多次,算法得到充分训练后,研究者开始尝试让AI模拟一些图片模式自己构建一些图像。结果,AI伪造的许多图像大多数都能被辨别出来。另外,那些让志愿者想象出来的图片也能被AI破解,尽管画面会有点模糊,但整体上还是比较智能,能看出来你在想什么图。


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