電腦利用人腦信號來模擬視覺感知

在芬蘭赫爾辛基大學，研究人員展示了一種新技術，這是首次使用電腦來監測人類大腦信號，以模擬視覺感知。換句話說，電腦試圖重建人類腦海中正在思考的內容。這項新技術使電腦能夠產生全新的資訊和從未出現過的虛構圖像。

這項新研究於九月份發表在《科學報告》（Scientific Reports）期刊上，這是一個涵蓋多學科的開放存取線上期刊。

研究人員基於一種新型的腦-電腦介面，這種介面傳統上只能實現單向的通信，從大腦到電腦。這樣的結果通常是拼寫字母或移動游標。

這項工作首次展示了電腦同時呈現資訊和模擬大腦信號，並使用人工智慧（AI）方法進行。人類的大腦反應與生成神經網絡互動，生成代表參與者專注的視覺特徵的圖像。

神經自適應生成建模

這種方法稱為神經自適應生成建模，其有效性在31名參與者中進行了測試。這些參與者觀看了數百張多樣化的人物AI生成圖像，並在觀看過程中記錄了他們的腦電圖（EEG）。

參與者被告知要專注於圖像中的某些特徵，例如獨特的面孔和表情。然後，他們迅速看到一系列面孔圖像，同時將EEG數據輸入神經網絡。這個神經網絡推斷出大腦是否檢測到與參與者專注的內容相符的圖像。

利用這些數據，神經網絡能夠估計人們正在思考的面孔類型，而電腦生成的圖像也得到了參與者的評估。結果顯示，這些圖像幾乎完美地匹配了他們的專注對象，實驗的準確率達到83%。

圖卡·魯奧薩洛（Tuukka Ruotsalo）是芬蘭赫爾辛基大學的芬蘭學術研究員，同時也是丹麥哥本哈根大學的副教授。

魯奧薩洛表示：“這項技術將自然的人類反應與電腦創造新資訊的能力結合在一起。在實驗中，參與者只需觀看電腦生成的圖像。電腦則利用人類的大腦反應來模擬顯示的圖像和人類對這些圖像的反應。由此，電腦可以創造出完全符合用戶意圖的新圖像。”

其他潛在好處

除了生成人體面孔的圖像，這項新研究還展示了電腦如何增強人類的創造力。

魯奧薩洛說：“如果你想畫畫或插圖，但無法做到，電腦可以幫助你實現目標。它可以觀察你的注意力焦點，並預測你想創造的內容。”不過，研究人員認為這項技術也可以幫助我們理解感知和我們心靈中的基本過程。

高級研究員米基爾·斯帕佩（Michiel Spapé）表示：“這項技術並不識別具體的想法，而是對我們與心理類別的聯想做出反應。因此，雖然我們無法找出參與者心中具體的‘老年人’身份，但我們可以理解他們對老年所聯想到的內容。因此，我們相信這可能提供了一種新的方式來深入了解社會、認知和情感過程。”

斯帕佩還認為，這些結果可以應用於心理學領域。

他說：“一個人對老年人的想法可能與另一個人非常不同。我們目前正在探索我們的技術是否能揭示潛意識的聯想，例如看看電腦是否總是將老年人呈現為微笑的男性。”