当你开始阅读这篇文章，眼睛扫过纸页上的文字的时候，你有可能会感觉到头脑中的一个声音随着你的阅览轻声低读着。 当我们说话的时候，听别人讲话的时候，写信或者发送电子邮件的时候，我们当中的大部分人也都能感受到这个声音。当我 用键盘输入这段文字的时候，同样的事情也发生在我的身上：在键入这些文字的时候，它们同时也在我的脑中被一一叙述。
我们是否真的能收听到他人内心的声音？文字思考确实会在我们大脑中形成特有的电信号，而对这些电波的解码使拼凑人们的想法成为可能。这种技术拥有惊人的前景，它能帮助那些因脑部损伤失去表达功能的人士重获新生，但这也有可能对未来的个人隐私产生令人担忧的巨大影响。从现在起，我们有必要开始认真思考这些问题，因为分析大脑深处思维信号的技术正在迅速成为现实。欢迎进入全新的脑部阅读世界。
近一个世纪前，历史上对脑信号的研究就已开始。1924 年，一位叫汉斯·伯格的德国医生通过使用他的新发明—— 脑电仪（简称为EEG）历史上首次记录下了人类大脑中快速进行的电磁活动。该试验使用放置在头部的电极记录大脑数以亿计的神经细胞输出的电波。
到了上世纪90 年代中叶，我们将脑部活动转化成为可读信号的能力取得了很大的提高，人们可以利用他们脑部活动创造的电场移动计算机屏幕上的光标。这种技术创新利用了由脑部负责肌肉活动的运动皮质（层）产生的电脉冲。要移动屏幕上的光标，你不能用自然语言使其“向左移动”，相反，你需要在头脑中想象一个具体的移动，就如同想象用网球拍击球那样。
虽然这种技术对移动屏幕上的物体非常奏效，但是当你尝试利用它进行交流的时候，它的缺点是显而易见的。你充其量只能使用光标选择屏幕上虚拟键盘中的字母。一个训练有素的大脑使用这种技术一分钟最多只能写15个单词。而在进行口头表达的时候，我们可以说出150个单词。
要让仪器以我们思考和说话的速度工作，它必须能将你内心的声音迅速通过语音合成器转换成声音。而此项应用将为重度瘫痪的病人以及那些意识清醒但却无法进行正常沟通的人士带来福音，这些患有“闭锁综合征”的患者将重新获得进行无障碍交流的能力。
新的途径
然而，这种无障碍交流必须通过一种极不寻常的途径来实现。你需要将注意力全部集中在大脑里以控制语言信号。
2008 年，佐治亚州德卢斯（Duluth）神经信号研究所的神经科学家菲利普· 肯尼迪(Philip Kennedy) 通过一部分靠近脸部的运动皮质层达到了这个目的，这部分运动皮质层控制嘴部，喉部和舌头的活动。这种技术只需要识别人在说话时产生的肌肉信号。
例如，说出单词bee（蜜蜂）要求嘴部进行特定的活动。首先，我们应该噘起嘴唇以发出第一个音标［b］，然后舒展嘴唇，舌头抵住上排牙齿以发出［i:］这个音。所有的这些脸部肌肉活动受控于脸部的运动皮质层。所以，在人们移动他们的目标肌肉之前捕捉运动皮质层发出的信号，你就能了解到那个人想要说什么。
肯尼迪和波士顿大学的神经科学家弗兰克·耿瑟尔（Frank Guenther）通过植入电极成功阅读了一位“闭锁综合症”患者的运动皮质层发出的信号。他们识别了这个患者发出的三个元音信号，并将这三个信号输入声音合成器，声音合成器在解码信号后就可以实时播放声音。这项研究迈出了获得组成元音和辅音的第一步。肯尼迪认为使用这种方法他和耿瑟尔可以与患者合作收集100个单词或者更多有用的词汇样本。
但这种方法并不完美。首先，该试验获得的样本因人而异。而且将电极植入人脑并不是一项可以轻松完成的手术。最后，尽管从使用普通的运动信号到使用与语言相关的信号迈出了非常关键的一步，但这不是真正意义上的“大脑阅读”。
真正的“大脑阅读”要求研究人员在信号到达运动皮质层之前通过某种方式将其截取。这意味着研究人员必须在脑部的其他部分寻找语言的源头。幸运的是，他们知道在什么地方可以找到语言的源头。
将头脑中的思维转化成语言是一个复杂到令人难以置信的神秘过程，但是目前我们已经了解到，在到达运动皮质层以前，思维必须通过两个与语言的感知和表达相关的“中转站”转化为话语。
第一个“中转站”是韦尼克氏区 （Wernicke’s area），该区域负责语义。在这里思维基于纯粹意义而非语言，这种纯粹意义包括图像、气味或者情 绪性记忆（见上图）。韦尼克氏区的损伤将导致语义联想能力的丧失：词汇脱离语义之后将会没有意义。例如，当该区域中风后，你将无法理解别人向你说的话，你甚至无法理解你自己的所思所想。你试图表达，但你只能说出一堆混乱的、没有意义的文字排列，神经科学家们称它们为“文字沙拉”。
第二个“中转站”是布洛卡区（Broca’s area），即世人公认的大脑语言处理中心。在布洛卡区，语义被转化成语音并最后转化成文字。组合的句子从布洛卡区迅速到达运动皮质层，接着运动皮质层刺激肌肉，肌肉在受到刺激之后将人们想 表达的文字转化成声音。如果布洛卡区受损，即使你知道你想说什么，但你却无法传递这些神经刺激，并直接导致你 说不出话。
当你聆听自己内心的声音的时候，这两个过程正在发生。你“听见”自己在韦尼克氏区产生语义，同时在布洛卡区形成语言。
表达你内心的声音
“大脑阅读”的关键似乎就在这两个区域，但迄今还没有进行对韦尼克氏区和布洛卡区的全面探索。要实时阅读电波，神经科学主要受到两个技术上的限制。植入电极可以接收到神经元发出的高保真信号，但同时植入电极的风险非常高。
除了植入电极，剩下的唯一传统选择就 是使用放置在颅骨顶部的电极收集电波。不幸的是，头骨会阻碍并混淆大脑发出 的电波，所以尽管不精确的电波可以用来推测肌肉的运动，但要从诸如布洛卡区和韦尼克氏区等区域获得更有意义的信息则需要更高的电信号精确度。
到2004 年，神经科学家们把注意力转向到了一种叫做“脑皮层电图描记法”的技术（简称为ECoG），科学家们首先将颅骨打开，然后将网状电极放置在大脑顶端，网状电极放置于颅骨下层，并没有完全植入大脑。在过去的几十年里，ECoG 技术被用于定位癫痫病患者的发病源。
在掌握了ECoG技术之后，若干个研究人员开始了他们寻找体内声音的征程。2010 年，盐湖城犹他大学的研究员布拉德利· 格莱格（Bradley Greger）成功利用ECoG 技术识别了完整单词的电波，得出的结果比以前任何人获得的结果都要精确。通过将网状电极放置在脸部 运动皮质层和韦尼克氏区，格莱格和他的同事识别了一位清醒的癫痫病患者脑中产生的“是”、“不是”、“冷”、“热”、“口渴”、“饥饿”、“你好”、“再见”、“更多”和“更少”等单词。
和肯尼迪团队相似，格莱格说：“我们寻找的是一组一组固定的词汇，特别是对那些‘闭锁综合症’患者有用的词汇。” 但是与肯尼迪团队不同的是，格莱格研 究的领域并不仅仅局限于运动皮质层。 尽管他们截获的大部分电波仍是来自于脸部运动皮质层，但这项工作标志着人类首次对大脑的语言中心进行了探索。
虽然这项研究的前景非常广阔，但它的研究成果还不能广泛应用。比如肯尼迪 的“文字映现”技术，研究人员需要不停获取新的信号来为词汇表增加新的 单词，而英语语言拥有25万个独立的单词。尽管这是对韦尼克氏区的首项研究，但该技术仍然在很大程度上依赖于对脸部运动皮质层的研究。
也许还有别的办法。格莱格说：“你可以 研究更基本的语言成分。”这些成分被 称为音素，英语中约有40 个音素，例如 “school”（学校）一词中的［ku?l］，“blah ” （空话）一词中的［ɑ?］以及“shy ”（害羞） 一词中的［?］。每个英语单词中都包括 了这些语音成分的组合。解码与这些音 素相对应的脑部信号之后，你就将获得 可以帮助你迅速解码任何能想到单词 的罗塞塔石碑。
那么在哪些区域可以发现这些音素？它 们很有可能位于布洛卡区或韦尼克氏 区，即产生语言和言语信号的先行区域。 事实上，核磁共振成像扫描实验获得的诱人线索证明了音素就位于这些区域。2010 年，密苏里州圣路易斯市华盛顿 大学医学院的埃里克·里萨德（EricLeuthardt）和他的同事格温·斯考克(Gerwin Schalk) 通过将网状ECoG布置在四人脑中的语言接收区块，准确地识别到［??］、 ［ɑ?］、［e］、［i?］等音素。不论实验参与者想象他们正在发出这些音素或是实际 上已经大声说出了这些音素，运动皮层中这些声音的神经信号看起来是相同的。而以前的理论认为，想象中的音素和思考者轻声默读音素产生的电波应该是截然不同的。
里萨德一直在寻找这些音素，但他偶然发现了更值得研究的东西。口头说出的音素同时激活了语言区域和运动皮质层。而想象中的言语，即体内的声音促进了韦尼克氏区神经细胞的活动。“在传统的语言领域里，这种内心的声音是特别容易提取的。”他说。
“内心的对话是我们理解世界的方式之一。”里萨德说道。而且他有能力聆听 到人们内心的声音。里萨德还说：“我称之为大脑阅读，它能够获取你的思想并把它们转化到外部世界中。”里萨德的研究给其他研究人员留下了深刻的印象。格莱格说：“这是人类历史上首次从语言区域中获得这种信号，这真的令人非常激动。”
里萨德能够实时识别具体语音信号的事实向我们表明大脑阅读可以在我们想到某些单词的时候实时进行。然后，我们可以在实验对象想到某些东西的时候实时从 EcoG 仪上读取信号。“在掌握这项技术之后，声音合成器可以实时发出声音。”肯尼迪说道。
为了达到获取完整单词的目标，里萨德的下一步任务是扩大他的声音库。最初，他认为研究元音比研究辅音要简单得多，因为发元音和辅音时嘴部肌肉的移动是截然不同的，而且辅音［k］和［t］之 间转换并不会使嘴部肌肉移动。但那不是什么大问题。现在讨论 研究发现还为时尚早，虽然取得 进展的速度比他预想的要快得多，而且里萨德对研究结果非常满 意。他说：“我们正在快速收集音 素信号。”
这项研究现在的主要目的在于改善那些“闭锁综合症”患者的生活质量，但对大脑语言中枢的研究将为其他领域也带来革命性的突破。这个领域的研究发现将使更广泛的人群受益。通过这项技术，人们可以在不用手的情况下使用移动通话，我们依靠内心的声音便能控制通话；我们还可以试想，在未来的某天，你可以建立自己的心灵感应链接。对于语言学家而言，这项技术可以让他们以前所未有的角度洞察语言的神经起源和语言结构。而语言学家现在只对思想形成语言的神经生物过程有个模糊的了解。
里萨德的下一个项目是与国际研究人员共同合作进行的，他们将研究音素的产生是如何在不同的语言之间转化的。如果对于来自不同文化和语言的人们来说，语言思维激活的是相同的神经细胞群，那么这将有可能意味着人类具备使用这些类型的通用声音进行交流。
然而，里萨德并不满足于仅仅对我们内心的声音进行研究。他看得更远，他想知道语义理解能否在截然不同的文化中直接相互映射，例如哪些神经细胞能使美国人和 中国人想起“狗”？里萨德说：“我们想知道这项研究能走多远。让我们一起看看语义表征是如何进行的。”如果我们能够概括这些语义图像并使用它们代替语言进行交流，通用的翻译机将指日可待。的确，从功能上来说，在不需要文字的情况下了解别人的想法与心灵感应没有什么区别。
我们的世界为大脑阅读准备好了吗？或者这只是奥威尔式的噩梦？ 因为这项技术使阅读你内心最深处的秘密成为可能。毕竟，这项研 究深入探索了大脑思维形成的过程，这为刺探那些私人保有的不可分享的思想提供了可能。肯尼迪的研究依靠的是谈话或谈话的意愿，而里萨德研究的技术能够在实验参与者不愿讲出心中某些想法的前提下将这些想法提取出来。
目前来说，这种区别只是学术上的。这种阅读大脑的技术要求对大脑进行外科手术。但是如果采用微创技术能够获得相同的信息，那么之前的一切猜想都将不成立。如果事实确实如此，那么确保建立防止在没有得到主体同意的前提下泄露信 息的机制就显得尤为重要。
实际上，这种机制似乎早就在我们的大脑中建立起来了。如果人们将他们的所思所想毫无保留的说出来，后果无疑不堪设想。因此事实上，尽管这种精神闸门是在何种情况下发挥作用的还不得而知，我们也会使用自我监控机制将涉及社会的事 情和涉及私人的事情区分开来。这是一个非常重要的区分，因为如果该闸门只存在于运动皮质层中，从语言中心获得的信息将不会被过滤。
作为读者，您又是怎么想的呢？我们是否已经准备好攻陷隐私的最后一座堡垒（即我们的颅骨），并揭开到目前为止仍然安全存储在我们头脑深处的秘密呢？不，您不用说话。因为我已经读透了您的想法。
（作者：Duncan Graham Rowe）
