科学家解码脑电波读出猴子内心想法

　　当人们看到一个神经元参差不齐的脑电记录时，可能会奇怪，从这里能得到多少有用的信号?据物理学家组织网7月20日报道，美国华盛顿大学圣路易斯分校科学家设计了一项实验，让两只猴子绕过障碍物抓取目标物，通过解码它们执行任务时的脑电活动，能看到它们打算采取的“策略”，而且能清晰显示出它们不同的性格。该研究发表在7月19日的《科学》杂志网站上。

　　研究人员给神经元放电率设置了参数，并将执行任务中牵涉到的参数进行编码。他们利用了一种专门测试随意运动控制的标准任务，叫做“中心—外围任务”，然后随机选择了两只猴子进行实验，两只猴子恰好一只非常活跃，一有风吹草动就过早行动;另一只则很安静，观察着直到所有条件都显露出来才采取下一步行动。活跃型猴子称为H猴，安静型猴子称为G猴。

　　在任务中，猴子要把手从中心位置移动到目标位置，目标物围绕中心放置。该校工程学院生物医学工程副教授丹尼尔·莫兰解释说，要完成这一任务，猴子需要3条信息：手的当前位置、目标位置和速度向量。

　　从猴子本身来说，以直线路径无障碍地到达目标，则无法将速度编码和目标位置编码区别开，因为手的初速度方向和目标位置方向总是相同。为了区别目标位置和运动方向，博士生托马斯·皮尔斯在中心—外围任务的基础上，设计添加了一种障碍回避任务。改进后的任务还包括多个起点位置，以此把位置神经编码和速度神经编码区别开。

　　在任务第三阶段，公共向量表示朝向目标位置的速度。障碍出现后，猴子必须将手移动一个弧形才能到达目标，这时公共向量就延长且再次指向目标。如果没有出现障碍，猴子会直接把手移动到目标，也就是说，猴子脑中编码的目标位置和起点位置不在同一直线上时，它必须把目标位置“记在心里”。“这就是设计任务所要做的。”莫兰说。

　　研究人员将两只猴子的实验数据分别解码，得到了清晰的图景。它们打算采取哪种策略完成任务在第二阶段清晰地显示出来，能看出它们完成任务的方式非常不同。事实上，这就是猴子的“内心想法”。

　　在此阶段，目标物已出现但障碍物尚未出现。在执行任务时，H猴没有等待，它的公共向量显示，它准备朝直接到达目标的方向行动，而障碍物出现后，它的公共向量缩短转向另一个方向，显示出它不得不改变方向以避开障碍物。而G猴在此阶段比较悠闲，耐心等着障碍物出现后，它才开始计划行动方向，以避开障碍。由于G猴不需要校正方向，所以能更快抓住目标。

　　这能否说明它比H猴的冒进策略更有利?研究人员解释说，在大部分没有障碍物的实验中，H猴比G猴能更准确地抓住目标。也许从认知类型上讲，H猴更适合一个“打地鼠”(即需要快速直接反应能力)的世界，而G猴在不需要拟定计划的情况下就会处于劣势。