解密大脑“迷宫”

作者: 杨志

来源: 中国科学报

发布日期: 2014-09-06 09:59:56

杨志博士致力于心理学研究,通过核磁共振图像解析人脑活动,提出了从神经机制出发建立心理现象与脑活动之间联系的研究方法,并在国际脑成像组织年会上报告了最新研究成果。他还尝试通过脑机接口技术与植物人进行交流,希望实现对植物人意识的诊断和交流。

杨志博士的办公桌上立着三块电脑屏幕,如果将所有的屏幕连起来长度几乎达到两米。这些终日闪烁的屏幕好似一道厚实的大门,一边是庞大的核磁共振图像组成人脑“迷宫”,一边是年轻的杨志时刻准备着用各种科学之钥解密“迷宫”。

“说起心理学,曾经有人认为如同算命。”外形阳光的杨志调侃道,作为中国科学院心理研究所(以下简称心理所)的一名副研究员,他早已深深爱上这门学科,“与物理学、化学等学科相比,心理学更加需要人们去‘重塑’她。”杨志说,这个目标太高大上了,或许他在有生之年都无法实现,但这是他始终想做的事情,即使只是在某些方面重塑心理学。

今年3月底,在国际脑成像组织2014年年会上,杨志报告了最新的研究“脑功能网络的遗传性特征”。国际脑成像组织是国际脑成像领域最具影响力的学术组织,其年会代表了该领域的国际研究最前沿。该会议每年从四五千份递交的投稿会议摘要中遴选出约3%作为大会口头报告。曾经,成为该大会口头报告发言者是杨志的梦想,这一次,他站到了此届盛会的讲台上。

长久以来,多数研究者试图从心理学概念(如记忆、情绪)出发探索与这些概念相联系的脑活动特征。可是这些努力似乎只对一些简单的行为(如简单运动、简单视知觉)有效,而难以找到与复杂日常行为紧密联系的脑活动。例如,人们发现记忆编码与情绪的脑激活区域是高度重叠的,这些脑区到底与记忆有关还是与情绪有关?寻找心理学概念与脑活动间的关联成为心理学研究的一个困境。

长久以来,科学家没有停止与植物人沟通的尝试。如加拿大科学家欧文找到40多位轻度植物人,即患有闭锁症的病人,试图通过实验能让病人回答问题。直接向植物人提问,然后根据植物人的脑活动解码得到答案,最终目标是与植物人进行直接交流,这其实便是一种脑机接口。实际上,脑机接口已研究多年,通常适宜比较低级的脑功能,比如关注注意力或运动控制。

在华山医院,科研人员找到了20多位植物人,他们在与家属进行访谈后,得到了一些可以询问病人的问题。科研人员将之前测试健康人的方法用到植物人身上,试图进行沟通交流。“如果我们所采取的方法是正确的,而我们却不能解码来自一位植物人的脑活动数据,那很有可能证明这位植物人已无法回答问题,或许我们需要考虑他是否还存在意识。这就是一个帮助诊断的手段。

”杨志说,“一旦植物人能够回答问题,我们又能够准确地解码他的脑活动,可能我们就能与其交流。那么我们会问一个家属最想知道答案的问题:你痛苦吗?”与植物人对话的梦想,成为杨志工作中的一个重要研究课题。现在,他还有一些瓶颈需要突破,比如植物人无意识地晃动头部,导致一些数据无法采用;再有,临床资源缺乏;还有如何验证实验的准确性。

“我的方法是,首先获得神经影像大数据,然后通过一些复杂的神经影像挖掘方法去筛选脑的特征、行为特征以及临床特征之间的联系。”对未来,他充满信心。

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