腦波解碼讓科學家學會讀心術－喜來樂生命教育中心部落格

腦波解碼讓科學家學會讀心術

作者：駐英科技組　現職：駐英科技組

文章來源：格拉斯哥大學新聞稿，http://www.gla.ac.uk/news/

發佈時間：2011.08.03

即使現階段讀心術仍是科幻小說中的想像，拜格拉斯哥大學（the University of Glasgow）腦神經科學家的研究所賜，這種特殊能力又向前邁進了一步。腦神經科學與心理研究所（the Institute of Neuroscience & Psychology）的研究者成功辨認某些與視力相關的特定腦波中所蘊含的資訊。

腦波是由大腦在從事不同活動時所產生的電流脈衝型態，運用腦電圖（electroencephalography, EEG）便可輕易量測。然而，要確實瞭解其中的編碼資訊，以及編碼的過程，仍是一個難解的謎團。

菲力普席恩教授（Professor Philippe Schyns）是神經科學與心理研究所與認知腦神經造影中心的所長，此前瞻性研究亦由他所主持。他表示：「這個研究有點像是要把有雜訊的電視頻道解碼。在此之前，我們可以偵測到訊號，但無法看到內容，現在我們有能力做到了。」

「長久以來我們一直不知道大腦如何將視覺訊息加密編碼，使我們得以辨別臉孔與景象。雖然腦部執行某些任務時，我們可以在其特定區域用腦電圖偵測到活動，我們還是無從得知腦波中所傳遞的資訊為何。我們現在做的是找出一個方法來將腦波解碼，以辨識其中的資訊。」.

為了將某些形式的腦波解碼，格拉斯哥大學的科學家募集了六名自願受試者，向他們展示人臉的圖像，並顯露不同情緒，如快樂、恐懼與驚訝等。在不同的實驗嘗試中，會隨機蓋住某些圖像部份。比方說，有些圖像只看的到眼睛或嘴巴，然後要求受試者辨識其中所呈現的情緒。進行這項實驗時，研究者運用腦電圖來測量受試者的腦波，以便確認受試者觀看臉的不同部位時，大腦的哪個部份正在活動。

腦波在頻率、振幅與位相上都有極大差異，在此研究中科學家發現，具有12赫茲循環的「貝塔」（beta）波會承載關於眼睛的資訊，4赫茲的「塞他」（theta）波則承載關於嘴巴的資訊。科學家也發現資訊主要可以根據位相，也就是腦波的時間安排來編碼，而比較不能以代表強度的振幅。.

席恩教授補充：「藉由多工（multiplexing）過程，也就是使用多重頻率將臉的不同部位編碼，大腦可以同時將多種訊號編碼，這種情形有點類似無線電波以不同的頻率波段將不同的廣播電台編碼。同樣地，大腦可以轉入不同的波段將不同的視覺特徵加以編碼，這個成果在人機界面的發展上有巨大的研究潛能。」

本研究與格拉斯哥大學的其他計畫相結合，由認知神經造影中心的菲力普席恩教授、約肯葛洛斯（Joachim Gross）教授與葛瑞格塞特（Gregor Thut）博士共同主持，結合了腦磁圖（Magnetoencephalography, MEG）、穿顱磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）與統計資訊定位，來瞭解腦波活動如何被架構與互動，藉以增強或壓抑視覺認知。

研究將使科學家更加瞭解大腦流程的哪些部份在何時負責哪些功能，以資訊處理設備或電腦的角度來創造大腦模型。此研究名為「破解腦波活動密碼」，發表在最新的一期的《PLoS Biology》。