| 楊志：解密大腦“迷宮” |
楊志
■本報記者 楊琪
楊志博士的辦公桌上立著(zhù)三塊電腦屏幕，如果將所有的屏幕連起來(lái)長(cháng)度幾乎達到兩米。這些終日閃爍的屏幕好似一道厚實(shí)的大門(mén)，一邊是龐大的核磁共振圖像組成人腦“迷宮”，一邊是年輕的楊志時(shí)刻準備著(zhù)用各種科學(xué)之鑰解密“迷宮”。
“說(shuō)起心理學(xué)，曾經(jīng)有人認為如同算命?！蓖庑侮?yáng)光的楊志調侃道，作為中國科學(xué)院心理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)心理所）的一名副研究員，他早已深深?lèi)?ài)上這門(mén)學(xué)科，“與物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科相比，心理學(xué)更加需要人們去‘重塑’她?！睏钪菊f(shuō)，這個(gè)目標太高大上了，或許他在有生之年都無(wú)法實(shí)現，但這是他始終想做的事情，即使只是在某些方面重塑心理學(xué)。
與自己對話(huà)
今年3月底，在國際腦成像組織2014年年會(huì )上，楊志報告了最新的研究“腦功能網(wǎng)絡(luò )的遺傳性特征”。
國際腦成像組織是國際腦成像領(lǐng)域最具影響力的學(xué)術(shù)組織，其年會(huì )代表了該領(lǐng)域的國際研究最前沿。該會(huì )議每年從四五千份遞交的投稿會(huì )議摘要中遴選出約3%作為大會(huì )口頭報告。
曾經(jīng)，成為該大會(huì )口頭報告發(fā)言者是楊志的夢(mèng)想，這一次，他站到了此屆盛會(huì )的講臺上。
這份激勵或許來(lái)自11年前的一次自我對話(huà)?！爱厴I(yè)之后，難道我要去賣(mài)醫療設備嗎？”2003年，當楊志從清華大學(xué)電機系生物醫學(xué)工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)時(shí)，他對這份“多金”的未來(lái)非?？咕?。
至少要做一件自己感興趣的事情。那又是什么？“那時(shí)，我認為研究心理學(xué)極具挑戰性，世間人是最復雜的，研究心理其實(shí)就是在研究自己?！鄙衩氐男睦韺W(xué)已抓住了他的心。
當時(shí)，心理學(xué)的研究多是從行為入手，在很多復雜的問(wèn)題上存在分歧，以致心理學(xué)中仍然保留著(zhù)在哲學(xué)中才能見(jiàn)到的“學(xué)派”，與此同時(shí)各大學(xué)派之間并不兼容。
“我也迷茫過(guò)，人只有一個(gè)，真理也只有一個(gè)，為什么對人的同一個(gè)行為有截然不同的解釋?zhuān)课覀兛刹豢梢詮纳砘A開(kāi)始心理學(xué)研究？”楊志閱讀了不少文獻后想到，不同學(xué)派只是從不同側面來(lái)研究心理學(xué)，如果從腦研究入手，尋找心理學(xué)的客觀(guān)規律，這就將生理和心理學(xué)建立起了緊密關(guān)聯(lián)，從而使心理學(xué)脫離哲學(xué)，成為獨立的自然科學(xué)。
于是他敲開(kāi)了前中科院心理所認知與發(fā)展心理學(xué)研究室主任翁旭初的大門(mén)。翁旭初是國內功能性磁共振（fMRI）的倡導者之一，建立了我國第一家fMRI專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室。
進(jìn)入心理學(xué)的大門(mén)之后，楊志發(fā)現這一神秘學(xué)科果然還有太多未解之謎，可自己必須先升級“裝備”——“僅有工科的底子還不夠，認知心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、核磁共振物理學(xué)、數學(xué)、計算機知識都必須掌握，否則面對龐大的實(shí)驗數據我都無(wú)從下手?！痹谖绦癯醯膸椭?，他于攻讀研究生期間赴美國埃默里大學(xué)（Emory）生物醫學(xué)工程系醫學(xué)影像技術(shù)中心訪(fǎng)學(xué)兩年。
“反過(guò)來(lái)”的研究方法
長(cháng)久以來(lái)，多數研究者試圖從心理學(xué)概念（如記憶、情緒）出發(fā)探索與這些概念相聯(lián)系的腦活動(dòng)特征?？墒沁@些努力似乎只對一些簡(jiǎn)單的行為（如簡(jiǎn)單運動(dòng)、簡(jiǎn)單視知覺(jué)）有效，而難以找到與復雜日常行為緊密聯(lián)系的腦活動(dòng)。例如，人們發(fā)現記憶編碼與情緒的腦激活區域是高度重疊的，這些腦區到底與記憶有關(guān)還是與情緒有關(guān)？尋找心理學(xué)概念與腦活動(dòng)間的關(guān)聯(lián)成為心理學(xué)研究的一個(gè)困境。
“我提倡的研究方法是反過(guò)來(lái)，以神經(jīng)機制為出發(fā)點(diǎn)來(lái)建立心理現象與腦活動(dòng)之間的聯(lián)系?！睏钪菊f(shuō)。隨著(zhù)核磁共振成像設備與技術(shù)的不斷更新，研究人員能獲取的腦成像數據越來(lái)越多，有了這些大數據，他們便可以實(shí)現從腦活動(dòng)出發(fā)建立心—腦聯(lián)系。
為了實(shí)現這種“反過(guò)來(lái)”的研究方法，楊志研發(fā)了一系列挖掘大規模腦成像數據的算法。這些方法令人振奮的一個(gè)應用是，人們將可以依據腦功能數據對心理和精神病患者進(jìn)行早期診斷和重新分類(lèi)。
“臨床表現相似的心理和精神疾病可能具有不同的腦機制。我們希望從腦功能特征出發(fā)檢測相似行為表現下的不同疾病。更加客觀(guān)、準確的疾病分型將使治療更有針對性、對療效的預測也會(huì )更加準確?！睏钪菊f(shuō)。
夢(mèng)想與植物人對話(huà)
長(cháng)久以來(lái)，科學(xué)家沒(méi)有停止與植物人溝通的嘗試。如加拿大科學(xué)家歐文找到40多位輕度植物人，即患有閉鎖癥的病人，試圖通過(guò)實(shí)驗能讓病人回答問(wèn)題。
直接向植物人提問(wèn)，然后根據植物人的腦活動(dòng)解碼得到答案，最終目標是與植物人進(jìn)行直接交流，這其實(shí)便是一種腦機接口。實(shí)際上，腦機接口已研究多年，通常適宜比較低級的腦功能，比如關(guān)注注意力或運動(dòng)控制。
而給植物人設計的腦機接口則依賴(lài)于人腦的高級功能，盡管受試者只是回答是與否。楊志與團隊目前正在進(jìn)行的一個(gè)實(shí)驗正是嘗試著(zhù)與植物人進(jìn)行對話(huà)。
楊志及其合作者以健康人為對象開(kāi)展的方法學(xué)研究近期發(fā)表在國際腦成像方法學(xué)的旗艦期刊Neuroimage。在這一研究中，楊志與合作者證明：從腦功能成像數據中準確解碼人對簡(jiǎn)單問(wèn)題的真實(shí)想法是可能實(shí)現的，并且這種解碼很可能獨立于人的說(shuō)謊意圖。
在華山醫院，科研人員找到了20多位植物人，他們在與家屬進(jìn)行訪(fǎng)談后，得到了一些可以詢(xún)問(wèn)病人的問(wèn)題?？蒲腥藛T將之前測試健康人的方法用到植物人身上，試圖進(jìn)行溝通交流。
“如果我們所采取的方法是正確的，而我們卻不能解碼來(lái)自一位植物人的腦活動(dòng)數據，那很有可能證明這位植物人已無(wú)法回答問(wèn)題，或許我們需要考慮他是否還存在意識。這就是一個(gè)幫助診斷的手段?！睏钪菊f(shuō)，“一旦植物人能夠回答問(wèn)題，我們又能夠準確地解碼他的腦活動(dòng)，可能我們就能與其交流。那么我們會(huì )問(wèn)一個(gè)家屬最想知道答案的問(wèn)題：你痛苦嗎？”
與植物人對話(huà)的夢(mèng)想，成為楊志工作中的一個(gè)重要研究課題?，F在，他還有一些瓶頸需要突破，比如植物人無(wú)意識地晃動(dòng)頭部，導致一些數據無(wú)法采用；再有，臨床資源缺乏；還有如何驗證實(shí)驗的準確性。
“我的方法是，首先獲得神經(jīng)影像大數據，然后通過(guò)一些復雜的神經(jīng)影像挖掘方法去篩選腦的特征、行為特征以及臨床特征之間的聯(lián)系?！睂ξ磥?lái)，他充滿(mǎn)信心。
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