用腦成像技術預測未來
探索·發現
作者：鬼穀藏龍
自古以來，預測未來運勢一直是人類孜孜以求的目標。從殷商的龜甲獸骨到今日的星座血型，人類似乎從來沒有放棄過這個幾乎不可能的任務。不過可惜的是，迄今為止還沒有任何一種理論或技術可以真正做到預測未來。
然而最近，來自麻省理工學院腦與認知科學係的約翰·加布裏埃利教授撰文指出，基於如核磁共振成像（MRI）等的新一代無創神經成像技術，也許能為預測個人未來行為趨勢提供新的參考。這篇綜述在線發表在2015年1月11日的國際神經科學頂級期刊《神經元》（Neuron）上。
從神經活動到個人行為
在過去的幾個世紀裏，神經學家通過研究一些特殊的損傷病例了解到了大腦許多腦區的功能。如上世紀中葉，對因手術切除海馬結構而無法形成記憶的亨利·莫萊森的研究，就揭開了學習記憶的形成機製。此外，對被鐵棒穿過前額葉導致性格大變的菲尼亞斯·蓋奇、對因手術切斷胼胝體而導致大腦兩個半球無法協作的“裂腦人”等案例所進行的研究，為神經科學勾勒出大腦運作的基本框架，可以說是現代神經科學的基礎。
進入21世紀以後，大量更快、更好、對研究對象影響更小的研究技術被開發出來，神經科學研究也開始從特殊病例轉向一般人群。短短數十年間，一個接一個腦區的功能被相繼破解出來。
以這些工作為基礎，科學家得以將大腦某些特定區域和人的行為相關聯起來。舉個例子，人的前額葉和高級智力活動密切相關，前額葉損傷的病人會表現出癡呆以及道德感喪失等症狀；相對而言，前額葉發達的人則往往具有較高的智商和自製力。類似地，中腦腹側被蓋區等腦區組成的“獎賞係統”與人的快感有關，這些腦區比較活躍的人往往更容易出現暴飲暴食、酗酒以及濫交等行為，反之，這些腦區特別不活躍者則更有可能出現抑鬱症等問題。
盡管我們現在還難以確認這些神經學特征與人的外在表現之間是否存在因果關係，但加布裏埃利教授相信，僅僅依靠統計學上的相關性，這些神經學特征就已經能為個性化醫療或教育提供重要的參考。
無創神經成像技術與大數據分析
從人類意識到大腦是思維的物質基礎開始，就有人試圖通過研究大腦來預測人的行為。但是大腦被完全包裹在顱骨這個“黑匣子”中，早期又沒有合適的透視技術，因此當時人們都寄希望於通過觀測人的頭部特征來獲取大腦的信息。
從風靡於19世紀的顱相學，到給死囚做“死亡麵具”，無數人在這方麵做了各種令人啼笑皆非的嚐試。但從20世紀中葉開始，對大腦的研究開始轉入正軌，人們意識到大腦的特征不一定能從人的外表體現出來，於是那類看臉的研究也就慢慢沉寂了。
到了20世紀後半葉，由於物理學的進步，許多新的研究手段被開發出來，神經科學家們從此終於可以不用開顱也能知道大腦的信息了。其中，基於“核磁共振”原理所製造的核磁共振成像係統（MRI）可以像X光或是CT掃描一樣“透視”大腦，同時還比它們擁有更高的分辨率且不會產生任何傷害。MRI目前已成為世界主流神經科學或心理學研究機構的標準配置。
這種高性能的設備可以從人類大腦當中分析出海量的數據，結合現代的超級計算機與大數據算法，就可以借助這些數據對具體個人在未來一段時間內的心理、健康乃至行為作出預測，從而實現個性化的醫療、教育和生活指導。
預測學習與認知表現
在過去幾年中，已經有過若幹試圖利用無創腦成像技術進行預測的研究，其中有不少都是針對成人或兒童的學習和認知表現展開的。這些研究，在未來將有助於為每個人量身打造個性化教育。
研究表明，大腦背側紋狀體體積較大的人，更善於掌握電子遊戲的技巧，而與之相對，這個腦區受損的病人都會表現出不同程度的學習障礙。21世紀初的一些研究則表明，大腦頂葉不對稱以及左側哈氏回的白質密度較高的人，擁有較好的外語學習能力。不但如此，還有一些通過對被試者進行實時觀測的研究，更是直接將大腦的某些區域和特定的腦活動信號與特定的學習認知活動相關聯了起來——這些神經學特征可以很好地反映出一個人處於怎樣的精神狀態中。