耶魯大學人腦研究：用磁共振掃描你的智力水平

選自BigThink

作者：PHILIP PERRY

機器之心編譯

參與：李澤南

你認為自己生來是做什麼的？哪些技巧，樂器、運動或學科，是你所擅長的？這可能與你大腦的運行方式有關，每個人都有自己所擅長的領域，而負責處理各類任務的單位遍布大腦的各個位置。現在，科學家們正在逐漸揭開大腦運行機制的面紗。

今天，神經科學家已經可以通過掃描一個人的大腦來判定他的智力水平，就像科幻小說里寫到的一樣。不僅如此，過不了多久他們就可以通過掃描告訴你擅長什麼，缺乏哪方面的能力。耶魯大學的研究人員正在做著這方面的研究。他們將智力水平解讀為抽象推理，或流體智力（Fluid intelligence）的水平（即解決新問題和抽象思維的能力）。流體智力一直被認為是衡量學術表現的指標。然而，這種抽象思維方式難以進行訓練，而以往的智力測試也經常會忽略它。這項研究已被發表在 Nature Neuroscience 上。

這項研究使用了人腦連接組計劃（Human Connectome Project）數據的一部分，共 126 名受試者的數據。科學家們通過功能磁共振成像（fMRI）掃描實驗者的大腦，通過新的分析方式，研究人員可以準確地預測他們在處理任務時的表現。人腦連接組計劃是一項旨在繪製人類大腦中所有連接圖譜的科研項目，目的是探究大腦中各部分連接的方式，以及連接對智力、情感的影響。在耶魯大學的研究中，科學家們通過一系列不同的測試來評估記憶、智力、運動能力和抽象思維。

研究人員將大腦分割為 268 個不同區域，並繪製了這些分區的連通性圖譜。研究人員觀察了這些連接的連通性，活躍性，以及連接如何影響接線兩端的腦區。研究發現，每個人的大腦內部連接形式各不相同，像人的指紋一樣是唯一的。研究人員可以通過 fMRI 掃描認出每個受試者，正確率達到了 99%。通過大腦掃描，研究人員也可以發現受試者是否正在認真對待實驗中的測試任務。

這項研究的作者之一，耶魯大學的在讀博士生 Emily Finn 說道，「大腦中各個區域之間的交流越頻繁，你處理信息，進行推斷的速度就越快。」在大多數情況下，流體智力和大腦額葉與頂葉之間的連通性有關。這兩個區域之間的連通性越強，在實驗中測試任務的得分就越高。這些區域也是人類最新進化出來的腦區。它們被用於處理一些高級功能，如記憶和語言，它們是讓人類成為全世界最聰明物種的原因。

大腦中的軸突神經纖維，source: CFCF

耶魯大學的研究人員認為，通過進一步地研究人腦連接方式，他們將會找到治療精神疾病的新方法。精神分裂症的患者通常各不相同。通過找到每名患者的獨特之處，精神科醫生就可以以此進行有針對性的治療了。了解病人的大腦運作方式可以讓我們搞清疾病的原因，以及病人對各種潛在治療方式的反應。但這種對於人類大腦的進一步探索可能會催生一些我們不願意看到的應用。

「未來，你的孩子在進入學校時可能會接受大腦掃描，」論文合著者 Todd Constable 說道。「然後分析結果會被用來判別一個人是否可以從事特定的工作，大腦掃描可能會告訴別人這個人是否具有自控能力，或者這個人需要在什麼樣的環境中才能有效地學習。」這樣一來，學校的課程每天都會對每個學生進行改變，到了最後，SAT（美國高考）甚至都會消失，進行大腦掃描就行了。

Peter Bandettini 是國家心理健康研究所（NIMH）功能成像方法的主任。他在採訪中說道，隨著科技發展，新的道德問題將會出現，大腦掃描可能有一天會被僱主用來判斷哪個應聘者具有足夠的能力或特質，他們是否勤奮、努力，掃描可以讓他們獲知一個人的所有性格。UC Irvine 的科學家 Richard Haier 預測道：獄警會使用大腦掃描來預測哪名犯人更有暴力傾向。

這個研究也會讓我們學會如何增強人類的智力。但我們需要知道，人類對於自身智力的研究仍然處於起步階段。當然，耶魯大學的科學家們已為我們指明了前進方向。

一些人正在擔心，此類技術會遭受《少數派報告》這樣的濫用。密歇根州立大學的神經倫理學者 Laura Cabrera 曾對《連線》雜誌發出了這樣的擔憂：保險公司將來可能會拒絕大腦掃描分析結果為易藥物成癮或危險傾向的人群的投保。分析結果僅僅是在說這個人具有高風險，並不意味著危險的事情即將發生。如果沒有適當的監督和原則，我們將會很快看到金融機構和學校出現「神經歧視」。為了防止這種情況的出現，強制性的法律必須出台。

目前，這一研究仍然存在局限性。例如，我們只能看到即時出現的連接，卻無法知曉隨著時間的推移，這些連接發生的變化。而流體智力只是幾種不同測試模型中的一種。在探索人腦運行機制的道路上，我們只是剛剛起步，但前方已經出現了曙光。

以下是相關論文：

論文：Functional connectome fingerprinting: identifying individuals using patterns of brain connectivity

摘要：功能磁共振成像（fMRI）經常被用來分析來自受試者的各類數據，我們從此類圖像中發現，個體之間的腦功能組織互不相同。我們建立了一種穩定可信賴的區分個體的新方式，使用 Human Connectome Project 數據中每個人腦連接的信息作為「指紋」，可以在大量數據中準確識別每個人的身份。區分識別在受試者休息和活動狀態下都是準確的，我們證明了用於區分個體的連接分布是固有的，無論掃描期間受試者的大腦活動狀態如何，都可以進行識別。每個人特定的連通模式分布在整個大腦中，在額頂網路中最為突出。此外，我們證明了研究連接方式可以用於預測流體智力（fluid intelligence）的水平：用於識別身份的大腦網路也可以用於預測這個人認知能力。實驗結果表明通過分析 fMRI 中大腦的連通性，可以判斷受試者的推理能力如何。

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