AI“读心术”，科学还是玄学

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　　第一步：更温和地读取脑电波

　　在口述语言之外创造新的交流通路，一直是个多学科议题，解决路径并不统一。毕竟想要读取他人心事，需要解决两个点：怎么读取以及如何翻译讲述给他人。

　　不久前，悉尼科技大学研究人员就带着精心设计的脑电波扫描设备和大模型，公开了一项被称为“BrainGPT”、可以“读心”的技术成果“DeWave”。

　　简单来说，“DeWave”能在不通过侵入式设备或fMRI（功能性磁共振）的情况下，将受试者的脑电波图信号翻译成文本。在公开的成果发布现场，受试者头戴一块特制带有干电极的“头巾”，默默地阅读一段文本，而团队研发的大模型“DeWave”竟然能将受试者正在阅读的文字投影到屏幕上。

　　值得注意的是，这一成果是直接收集脑电波——更实用也更便捷，而不是像之前的研究项目，用眼球追踪技术或在脑中植入电极。在脑中植入电极最有名的大概是马斯克站台的“脑机接口”；眼球追踪技术路线则是因为科学家在实验中发现，人类在自然阅读过程中眼球运动的节律模式与脑电图（EEG）部分频率节律模式一致，但实验结果准确度一直不高。

　　思维转换成文本，依赖的是将大脑活动模式与特定的单词、短语联系起来，大模型算法也要基于高分辨率数据才能准确地转化脑电波，所以收集准确的、可以标记特定文本的脑电波是整个项目的首要条件。

　　一般来说，读取设备离大脑储存、传递信息的神经元越近收集效果越好，所以植入式电极路线一直备受关注。但这一方式风险极大，也不方便，因为通常都需要非常笨重、庞大的设备才能解读。

　　那么悉尼科技大学研究人员设计的非侵入式头戴设备，是怎么做到更便捷地读取人类思维的？这就要提到一个重要的材料选择：石墨烯。石墨烯本身就是一种“奇迹材料”，2004 年研究者利用生活中常见的胶带，折叠粘贴在石墨薄片两边，然后撕开，再粘贴，再撕开，不断重复操作，最终撕出了仅由一层碳原子构成的全新材料，命名为“石墨烯”。不仅打开了材料科学的新方向“二维材料”，还给团队两位领导者带来了诺贝尔物理学奖。

　　不同于石墨，石墨烯非常坚固，同时又很薄，最重要的是，它的导电性超过铜、导热性能超过金刚石。这些特性的组合决定了石墨烯极其适合测量大脑皮层的电活动。悉尼科技大学人工智能中心主任林进灯（Chin-Teng Lin）在论文里提到，“石墨烯非常薄的特质，结合高导电率、生物相容性、耐腐蚀性和抗汗液稳定性，无论是作为侵入性或非侵入性神经接口传感器，都非常具有吸引力。”

　　实验中，研究人员将石墨烯安在传感器与头皮接触的顶端，可以从多达64 个通道收集大脑皮层电活动，不过得到的信号噪声更强，解析难度更高。这就要靠大模型来实现解码了。

　　第二步：用大模型来翻译心事

　　“DeWave”的核心是引入了名为“离散码本”的概念，即过向量化编码器，连续的脑电图信号被拆分为离散形式，分别与词汇或短语进行配对，然后再将脑电图到文本的编码与预先训练的语言模型结合起来。

　　这意味着，虽然原始的脑电波数据本身还有一些不确定性，无法与词汇或短语对标，但是语言大模型可以根据迄今为止输出过的文字数据，突出显示最有可能的下一个词汇。这样，我们就能得到脑电波解码后的文字信息。

　　当然这个成果现在的准确率还不算高，在BLEU（双语评估助手，机器翻译文本准确性衡量标准）的翻译准确率分数约为40%。科研团队预计最终他们可以将准确度提升至90%，也就是与传统语言翻译软件相媲美的水平，但很显然，“BrainGPT”还有很长的路要走。

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