还记得刘德华在电影《我知女人心》中的角色嘛？在该戏中，刘德华具有一种特异功能：能听到女人的心声；这种本事在给他带来了烦恼的同时也给他带来了运气。一方面特异功能帮他偷听女人们的心声，获得了各种女人的芳心，公司的女职员们都纷纷被他迷倒；另一方面他开始利用这种本领对付自己的对手也偷了自己对手的广告创意。如果现实中我们能够获得这种能力，并且对这种能力加以约束，那该有多好？

自古以来，人类就向往能获得“读心术”能力，而且神经科学家们也一直都在研究"读心术"，试图解码大脑信息。

众所周知，每一种语言都有大量的基本单元——词汇，为了破解“读心术”，就必须首先弄清楚人类大脑是如何储存这些词汇？如果能解开这个谜题，那么读心术就有可能实现。

近日，在最新一期《Nature》封面文章《Semantic information in natural narrative speech is represented in complex maps that tile human cerebral cortex》中， 伯克利大学神经科学家Jack Gallant 和他的团队（Gallant 认知、计算和系统神经科学实验室）终于成功绘制出了叙事性语言含义在人类大脑中分布的详细图谱。

语义信息是指任何有含义的语言、文字、数据、符号等提供的信息，也可以说，语义信息就是日常语言所包含的信息。此前已经有人提出，语义信息是在一整组大脑区域中呈现的，这一区域被统称为语义系统。然而，关于这个系统更详细的情况及规模，一直以来并不为人所知。

此次研究使我们可以清楚看到大脑如何根据更深一层的词汇含义，将词汇安置到诸如数字、地点或其他基于共通主题的子类别当中。 

为了绘制出语义地图，研究人员请来 7 位受试倾听 The Moth Radio Hour 里的故事。在受试听故事时，科学家使用 fMRI（功能性磁共振成像）记录下大脑神经活动的信号。然后，将故事文本的词汇意义与脑部活动数据进行对比，看看相关词汇组如何在整个大脑皮层引发神经反应。 研究人员解释说之所以采用 The Moth Radio 里面的故事，是因为它们短小且吸引人。故事越迷人，测试者越不会走神。

实验中，7位参与者听了超过两个小时的广播节目故事后，研究人员通过收集实验数据并对功能性核磁共振（fMRI）数据建模，绘制出人类大脑中语义信息功能呈现的图谱。然后，研究团队再使用特定算法分析图谱中每个区域的共有特征，在此基础上绘制出语义图谱集。

研究结果显示，词汇及相关术语都激活了大脑同一个区域。比如，大脑左边，耳朵以上，这块小面积区域代表着单词“受害人”。 这块区域也对 “杀害”, “宣告有罪”，“谋杀”和“认罪”有反应。大脑右侧，近头部顶端，也是会对以下词汇产生反应的大脑位置之一：“妻子”，“丈夫”、“孩子”、“父母”。 

图：人的大脑右半球。当从上下文听到覆盖在皮层上的语词时，可以预测出这些语词会在相应区域附近引发强烈反应。绿色词汇几乎都是视觉和触觉方面的词汇，红色词汇与社交有关。 

代表每个词汇的大脑位置不止一处，因为词汇往往不止一个含义。比如，大脑有个部分，会可靠地对”top“做出反应，也会对其他描绘衣服的单词做出反应（top 也有上衣的意思）。但是，单词“top”也激活了许多大脑其他区域。其中一个区域还会对数字和度量单词做出反应（top 也有最大、最高之意），另一个区域与建筑（top 表示顶层）和地点相关。 

由此可见，并不存在一个单独的大脑区域来储存一个词汇或者概念。大脑中，一个单独的位置与许多相关词汇存在联系。而且，每一个单独词汇会点亮许多不同的大脑位置。它们一起，形成了一张网络，这张网络代表着我们使用中每个词汇语义：生命与爱；死亡和税收。研究人员一共识别出12个簇群，每个簇群都保存着与特定概念相应的语词。 

另外，研究人员惊讶发现：所有受试大脑地图是类似的，这意味着，他们的大脑以相同的方式组织词汇意思。不过，科学家仅扫描了五位男士与两位女士。所有受试均以英语为母语。拥有不同背景和文化的人，很可能会有不同的大脑语义地图。 

图：三位不同受试的语义地图，不同颜色分布存在相似性 

研究还发现，语言网络占用的大脑区域非常广阔，并不局限于少数几个区域。而且，语义表征是高度双边的，具有功能对称性：在对语词做出回应的大小和多变方面，大脑右半球和左半球是一样的。这一发现对当前教条提出了挑战。根据几十年来对脑部受损患者的研究，当前教条认为，语言仅与左半球有关。

该研究告诉了我们正常大脑的样子，有助于人们了解诸如老年痴呆症或失语症患者的语言缺损现象。但是，目前这种形式的大脑地图并没有捕捉到词语意思的微妙区别。其他研究者指出，以“table”这个词为例，它可能属于许多不同语义组。它可以指用来吃东西的东西，用木头做的东西，很重的东西，有四条腿的东西，不会动的东西，等等。词汇能够得以灵活运用，离不开这类细节的语义信息，但是，在分析过程中，这类信息被丢掉了。另外，这项研究的道德应用问题影响很大。

总之，人类语言是一种复杂信号，包含多种不同信息类型：音素、词素、句法、语义和叙述等等。在对叙事语言的自然理解过程中，大脑必须处理这些所有的不同方面。因此，语言的每一个不同方面都要在大脑某处表现出来。 目前，研究团队已经开始研究新的地图：大脑如何保存语言其他方面的信息，从音素到句法。

如果未来神经科学家绘制出全面的语言图谱，那时“读心术”就有可能成真！

文章链接：

Alexander G. Huth, Wendy A. de Heer, Thomas L. Griffiths, Frédéric E. Theunissen & Jack L. Gallant, "Natural speech reveals the semantic maps that tile human cerebral cortex," Nature 532, 453–458, doi:10.1038/nature17637

(本文部分内容参考机器之心，由e科网整理编辑)

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