探索“小宇宙”为何这样难？(4)

                   ---从梦的研究看大脑开关

                          都世民

笔者在20世纪60年代中期，在单位办的刋物《系统工程与电子技术》上，就曾见到关于梦的研究。其实梦的研究比我原来的了解还要早很多年。

早在1899年，由奥地利学者Freud就发表了《梦的解析》。

1929年，德国神经精神病学家Berger，他利用双线圈检流计，在他儿子的头上完成了第一次脑电波记录。

1990年，日夲科学家Ogawa利用新的测试手段---功能磁共振成像仪，将脑血流变化的图像记录下来，用这种方法来研究梦。

一百多年来，研究者们都想捉住梦，留住梦，想让梦再重现。遗憾得很，至今没有实现。他们没有找到梦是怎么产生？怎么才能让它留下来，像放映电影一样给展现出来。

但是研究者们也有收获。他们发现人做梦有两种不同状态：一是快速眼动状态；另一种是慢速眼动状态。前者是易醒状态。用脑电信号可以明显看出两者的区别。

1953年，Aserinsky和Kleitmean首次用脑电信号展示了快速眼动睡眠状态。发现频率高，振幅小，心率快，血压高，肌肉松弛等特点。可是单纯知道这一区别，是不能重现梦，也捉不住梦。也无法“翻译”梦的信息。

研究者们意识到非浸入式电极测出的脑电信号微弱，就想改用半浸入式和浸入式方法，用脑机接口的方式探索梦的奥秘。这种方法获得的信号是强了，但是这种信号属于什么性质，怎么产生的？仍然说不清。研究者改变了思路，他们把获得的信息用来驱动假肢或驱动机器人。

1998年，Emory大学的Kennedy和Bakay，对一位脑中风病人，将多电极植入脑内，用脑机接口来控制电脑光标，试图让病人恢复运动功能，结果显示有简单的交流，不能改变瘫痪状态。

2008年，美国的科学家Velliste利用脑机接口控制猴子的假肢，实现了抓取食物的动作，把葡萄放进嘴里。

众所周知，对脑的检测手段除上述方法外，还有脑部CT，这种方法是通过Ｘ射线透过人体，对人体健康有危害。但可以用来判定脑部是否有病变，其实这种方法对研究脑部结构，对不同人群，如脑力劳动者和体力劳动者的脑部结构就是有差异。但是用这种方法进行长时间观测是不行的。

正电子发射型电脑断层成像（称作PET)，这种方法对人体也有辐射危害，也限制了它的使用范围和使用时间。

功能磁共振成像技术的出现，给梦的研究带来了新的希望，这种方法是属于无创伤检测技术，它定位精度高，是在微观层面观测脑神经细胞的活动。它为什么能观测呢？是因为脑神经细胞活动时，其附近区域的血流量会发生变化。而血流量变化会导致血红蛋白发生变化。血红蛋白包含两种，一是含氧；另一种是不含氧。前者对磁场反应是对抗的，后者则相反的。这种特性必然导致检测信号会改变。检测出的电信号经信息处理后，可以成像。当人进入梦乡时，通过观测脑细胞的变化，来探索梦，似乎成为可能。梦有多种状态，有时间长短不同；有恶梦和喜梦；有曾经见过的人和事，也有曾未见过的人和事。有说梦话的，也有不说梦话的。过去有人通过解梦宣传迷信，夲文所述的则不是迷信。

要想捕捉梦，重建梦，必须搞清大脑的思维活动，有人称作读脑，也有人称作读心。这两种叫法含义是不同的。西方科技界研究意识思维只读脑。在东方则着重是心的作用。可是心不能通过心血管系统获取思维信息，这是相当困难的事情。

西方科技界想借助功能磁共振成像来读脑。具体做法是先利用人的眼、耳，例如通过眼睛获取信息。

2008年，美国加州大学伯克利分校神经学家Gallant利用视觉皮层获取信息，也就是先给定信息源位置。然后向受试者快速展示1750张图片，图片上不是孤立字母，有树木、花朵、马和建筑物。在观看同时，对受试者进行扫描，获取观看图片过程中血流的变化。再利用模式识别的方法，来翻译扫描获得的信息。在此基础上，拿出120张未曾看过的图片，分别让受试者看。结果显示上述做法能让电脑猜出所看的图片。其正确率为92％。

后来日本电气通信基础技术研究所（ＡＴＲ）的Kamitani，也是用功能磁共振成像技术和模式识别的方法，对受试者作黑白图像测试，共400张，每张上只有字母、方块和十字。

然后让受试者在12秒时间内看一幅黑白图像，同时用功能磁共振成像仪扫描视觉皮层，再用模式识别法，将图像与实测脑部活动联系起来，输入电脑，等于电脑学习这一过程。在此基础上，给受试者看一个单词“neurom”。重复上述操作，发现电脑屏幕上正确显示出这个单词。

这些进展有一定的实用性。如果打个比喻，就好比“鹦鹉学舌”，鹦鹉能学人说很短的句子，听起来有点像。实际上不能认为真像！因为人对声音判定，可以分辨出不同的人，例如男女、张三和李四等。人由耳朵获得的信息后，产生的意识思维要复杂得多。上述研究能捕捉梦吗？能重现梦吗？很难！难在探索小宇宙的方法太简单，只是在简单的层面做一点粗浅的工作。不能揭示思维形成的工作原理。尽管这种研究进了一步，将获得信息的源---眼、耳、鼻、舌、身、意这几个因素考虑进来，但却看不见心的作用机理。

未来会不会有突破性进展，难以预料，没有新的检测工具是不可能有新的太多的发现。路将是何等漫长！笔者不看好梦能重现。