只需幾秒鐘，AI看大腦掃描圖像判斷你的智商

《生活大爆炸》里Sheldon就在加州理工上班

來源：caltech.edu

編譯：李靜怡

【導讀】加州理工大學、Cedars-Sinai醫學中心和美國薩勒諾大學的研究人員開發出一款新型AI工具，該工具可通過掃描靜息狀態下的大腦活動圖像預測人的智商。他們發現，沒有單一的解剖結構或網路對人的智商負責，智商取決於分布在整個腦部的冗餘信息。

美國加州理工大學、Cedars-Sinai醫學中心和美國薩勒諾大學的研究人員表示，他們研發的計算工具可以通過功能磁共振成像（fMRI）掃描其靜息狀態大腦活動來預測一個人的智力。

功能性磁共振成像（fMRI）是一種神經影像學技術，其原理是利用磁振造影來測量神經元活動所引發的血液動力的改變。由於fMRI的非侵入性和其較少的輻射暴露量，從1990年代開始，就在腦部功能定位領域佔有了重要地位。目前，fMRI主要被用於對人及動物的腦或脊髓之研究中。簡單說，通過fMRI，我們可以了解特定腦區的神經細胞活動情況。

加州理工大學的心理學、神經科學和生物學教授、加州理工大腦成像中心負責人Ralph Adolphs說：「我們發現，只是讓人躺在掃描儀中什麼都不做，我們測量其大腦活動模式，就能使用這些數據來預測他們的智力。」

他們開發了一個能夠分析人類大腦活動複雜模式的演算法。為了訓練這個演算法，Adolphs和他的團隊使用了由人類連接組計劃（HCP）收集的數據，包含將近900名個體的腦部掃描數據和IQ測試得分。研究人員將這些分數輸入他們的演算法，然後讓演算法運行。

演算法使用不同腦區fMRI數據預測IQ的因子示意

Cedars-Sinai醫學中心的博士後Julien Dubois說，在處理完這些數據後，他們的演算法能夠在統計顯著水平上預測這900個實驗個體的智商。

此外，他們還發現，沒有單一的解剖結構或網路對人的智商負責，智商取決於分布在整個腦部的冗餘信息。

從靜息狀態功能連接性預測智商g的一般因素，平均每個受試者的所有靜息狀態運行（REST12，共計1h fMRI數據）

但是，研究人員表示，他們的方法仍然有很大的改進空間。最主要的一點，fMRI掃描結果只是對大腦中實際發生的事情很粗糙和含有噪音的測量，有大量潛在有用的信息都被丟棄了。

「我們從大腦掃描中獲得的信息可以用來解釋大約20%我們在受試者身上觀察到的智商差異，」Dubois說。 「這個表現非常好，但是我們的結果仍然比不上韋氏成人智力量表（Wechsler Adult Intelligence Scale）這種需要花上一小時進行的智商測量。」

Dubois還指出了這項工作固有的哲學難題。 「演算法是使用IQ得分訓練的，但我們怎麼知道這些IQ得分是正確的？」 研究人員解決這個問題的方法，是讓受試者進行了10種不同的認知任務，結合IQ得分，得出了一個更加精確的智力評估。

「fMRI還沒有實現其作為診斷工具的潛力，我們和其他許多人正在積極努力改變這種狀況。現在世界各地科學家有很多可用的大型數據集的，大家都在積極研究這種可能性。」Dubois說。

在這項工作中，AI做到了人類無法做到的事情，那就是觀看腦部掃描結果預測智商。即使是經驗豐富的神經科學家也無法看腦部掃描就判斷一個人有多聰明。

「如果訓練得當，這些演算法可以回答很多問題，它們非常強大。但如果你真的問：』他們如何學習？他們如何做這些事情？這些都是難以回答的問題。」合作者Paola Galdi說，他以前是薩勒諾大學的博士生，現在是愛丁堡大學的博士後研究員。

這項研究是一個更宏偉的計劃的一部分，這個更宏偉的計劃是設計一種診斷工具，能夠從大腦掃描結果中了解一個人的心智。

研究人員表示，他們希望有一天MRI可以診斷孤獨症、精神分裂症和焦慮等疾病，因為他們目前正在尋找腫瘤，動脈瘤或肝臟疾病。

智力被選為這種技術的首批測試平台之一，因為研究表明智力隨著時間的推移非常穩定。也就是說，一個人的IQ分數在幾周、幾個月或幾年的時間裡不會有太大的變化。

研究人員還進行了一項平行研究，使用相同的測試人群和方法，試圖從fMRI腦部掃描中預測人的人格特質。

他們使用的人格測試將人格分為五個等級：對經驗的開放性，嚴謹性，外向性，宜人性和神經質。

試圖從fMRI腦部掃描中預測人的人格特質

然而，使用團隊用於預測智力的方法來預測人格要困難得多。不過，Dubois表示：「資料庫中的人格分數都是來自參與調查的人簡短的自我報告，不是非常準確的性格測量，所以我們無法從MRI數據中很好地預測它。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！