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2023.01.24

“為何在MRI設(shè)備里玩游戲?”令人驚嘆連連的豐田研究內(nèi)容

目錄

? 全方位觀察神秘的腦內(nèi)結(jié)構(gòu)
? 除大腦外,還有能夠控制身體的部位?!
? 創(chuàng)造宛如真人般AI的秘訣
? 大腦也有個性?

各位讀者請看,下記照片中的磁共振成像(MRI)設(shè)備里正躺著一位沉迷游戲的男性。

MRI是能夠?qū)⑷梭w橫斷面可視化的精密醫(yī)療設(shè)備,醫(yī)生們能夠通過這種設(shè)備檢查患者是否患病。也許各位讀者在看到男性雙手緊握游戲手柄的樣子想要吐槽:“這是有多喜歡玩游戲呀!”但其實他并不是在娛樂,而是豐田的員工正在進行一項“史無前例的研究”。

全方位觀察神秘的腦內(nèi)結(jié)構(gòu)

研究員們讓被觀測者躺在MRI設(shè)備中操控游戲手柄,以這種方式調(diào)動其手臂肌肉,觀察研究包括脊髓反射在內(nèi)的腦部反應(yīng)活躍區(qū)位置。

近年MRI的技術(shù)獲得了長足的發(fā)展,現(xiàn)已實現(xiàn)了神經(jīng)纖維束的追蹤成像。下圖為通過彌散張量成像(DTI)手法,描述的腦神經(jīng)信號詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。

通過觀察得知,人類“無意識的手部活動”與“有意識的手部活動”,腦內(nèi)的活躍部位有所不同。

上圖為運動區(qū)左右橫斷面成像,可以通過這種方式觀察大腦的活躍部位。

據(jù)日本理研CBS-豐田協(xié)作中心(以下簡稱BTCC)研究小組稱,20至30年前測量大腦溫度時還要采取“直接扎針”的方法,這聽起來確實有點駭人聽聞。

但近年來,隨著MRI靈敏度不斷提高,可以通過橫斷面成像判斷大腦的哪個部分溫度有所上升,且能掌握上升了多少等信息。

就像人類會在運動后體溫升高一般,其實在瘋狂地進行腦力工作后,大腦溫度也會上升。因此,漫畫中那種用腦過度時頭部冒出熱氣的表現(xiàn)方式,倒也不能算錯。

除大腦外,還有能夠控制身體的部位?!

本期采訪中,我們了解到了一個令人震驚的假說。

未來創(chuàng)造中心R-開拓部主管 哲學(xué)博士 吉澤真太郎

舉個例子,如果人類的右腦因腦卒中受到了損傷,一般會導(dǎo)致身體左側(cè)肢體無力或無法活動。其中,部分患者可以通過康復(fù)訓(xùn)練減輕癥狀,恢復(fù)健康。不過現(xiàn)在這一醫(yī)學(xué)原理尚未被闡明。

現(xiàn)在,我們正在與隸屬于日本理化學(xué)研究所的下田真吾老師進行著一項腦活動研究,該研究所一直致力于推動合作研究項目。我們正在針對“在大腦受損無法下達運動指令時,與大腦相連的中樞神經(jīng)系統(tǒng)‘脊髓’,是否會代償控制神經(jīng)回路”這一假說,進行著驗證。

聽到這番話后我們了解到,“除大腦以外,脊髓也有著輔助代償記憶或活動的機制”。這一大膽假說令人瞠目結(jié)舌。

吉澤

隨著研究的推進,我們發(fā)現(xiàn)似乎大腦并非完全控制了身體活動機能,脊髓也分擔(dān)了一部分。也就是說即便是大腦受到損傷,只要脊髓還正常的話,也許身體還可以活動。

上圖中橙色部分表示大腦與脊髓管神經(jīng)信號活動量的差異之處。通過這種方式可以觀測到人在運動時,不僅使用了大腦,還使用了脊髓。
(左側(cè)圖像為上端脖子附近的脊髓側(cè)面圖,右側(cè)為脊髓正面圖)。

只要能明確這一原理,將會是一項具有劃時代意義的發(fā)現(xiàn)。

面向未知領(lǐng)域的挑戰(zhàn)還在繼續(xù),下面將為大家揭曉豐田為何要研究大腦,以及AI鮮為人知的可能性。

創(chuàng)造宛如真人般AI的秘訣

關(guān)于豐田開始腦研究的理由,山田經(jīng)理如此說道。

未來創(chuàng)造中心R-開拓部經(jīng)理 工程博士 山田整

人類為了得到身心上的Well-being(幸福安康),會去不斷追求普遍性原理。

近年來由于疫情的關(guān)系,人們的工作方式發(fā)生了巨大改變。這讓我們不得不去思考該如何兼顧“公司利益”和“個人利益”,使雙方都能獲得幸福感。

幸福感的來源因人而異,但是從腦科學(xué)視角出發(fā)調(diào)查的話,信息數(shù)據(jù)上的共同點將會成為我們找到幸福感的重要線索,因此我們決定展開對大腦的研究。

有時從現(xiàn)象上很難分辨哪些事情會導(dǎo)致人悲傷、這個人是否存在心理疾病等。我覺得若想理解一個人的內(nèi)心,可能還是需要深入到人體內(nèi)部去找尋答案。

現(xiàn)在我們對大腦還知之甚少,所以更需要持之以恒地去研究,探尋更多可能性。

山田

現(xiàn)在AI技術(shù)發(fā)展迅猛、不斷擴大,但我認(rèn)為現(xiàn)階段的深度學(xué)習(xí)無法創(chuàng)造出如人類一般的AI。

AI的本質(zhì)是,為了認(rèn)知物理世界而不斷延伸擴展“腦內(nèi)模擬測試的結(jié)構(gòu)”。想要創(chuàng)造真正聰明的AI,針對大腦本身的研究不可或缺。

另外,采訪中我們還得知,研發(fā)人員們還在進行著“讓大腦的個性可視化”的挑戰(zhàn)。

大腦也有個性?

未來創(chuàng)造中心R-開拓部主管 工程博士 山口雄平

其實,BTCC在研究MRI的同時還進行著另一項關(guān)于腦波的研究。

譬如,觀察一些“不擅長勞逸結(jié)合,容易精神過于集中”的人,其腦波的強弱走勢,試圖通過分析腦波來判斷一個人的性格。這在以前只能以觀察行動、分析心理調(diào)查問卷等方式來判斷。

每個人都有不同的Well-being狀態(tài)。為實現(xiàn)Well-being的“對癥下藥”,我們需要探索一項能夠使人類個性可視化,可直觀地去理解分析的技術(shù)。

大腦相關(guān)技術(shù)研發(fā)可廣泛涉及到多方面,譬如掌握了腦科學(xué)技術(shù)后,也許就可以提升體育、樂器的練習(xí)方式,有效地促進人類之間的“信賴關(guān)系”,輔助腦卒中患者更高效地進行康復(fù)訓(xùn)練等。

當(dāng)今,人們往往不看好前途未卜的基礎(chǔ)研究。但是,為了能夠更進一步的“了解人類”,這里正在不驕不躁地進行著基礎(chǔ)研究。

豐田從集團創(chuàng)始人豐田佐吉的時代開始,就有著“致力于研究和創(chuàng)造,始終先于潮流”的思想。正如這句話所說,能在所有領(lǐng)域中引起范式轉(zhuǎn)換的研究,未來將產(chǎn)生怎樣的驚喜,請大家對此報以期待吧!

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