【儀商網(wǎng)-儀器儀表前沿】核磁共振掃描儀是可以抓拍腦部活動(dòng)的照片，然后再通過某種軟件就可以將受試者所看到的圖像還原出來的儀器。
磁共振掃描儀那黑黝黝、隆隆作響的“洞穴”，對(duì)于普通人來說是個(gè)讓人感到封閉、孤獨(dú)的地方。
那么，對(duì)人類社交活動(dòng)感興趣的科學(xué)家，該如何在被試者孤立的情況下，捕捉到一個(gè)忙于社交互動(dòng)的大腦的信息呢？?jī)芍а芯啃〗M給出了一個(gè)奇妙的解決方案：讓兩個(gè)被試者共用一臺(tái)掃描儀。
可用于雙人同測(cè)的磁共振掃描儀，其中一臺(tái)正在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）的支持下進(jìn)行研發(fā)，另一臺(tái)已經(jīng)進(jìn)行了初次測(cè)試，相關(guān)結(jié)果上月以預(yù)印本的形式發(fā)表。
然而，目前雙人磁共振掃描儀的設(shè)計(jì)還不能用科學(xué)回報(bào)證明其成本和復(fù)雜性，此外，兩名被試者不得不緊緊抱在一起。
但是，兩支研究小組希望通過上述實(shí)驗(yàn)開辟新方法，研究大腦如何通過面部表情、眼神交流和肢體接觸，交換微妙的社交和情感線索。
“這個(gè)工具可以極大擴(kuò)展研究調(diào)查的可能性?！甭蹇朔评沾髮W(xué)神經(jīng)學(xué)家Winrich Freiwald說，“這太令人興奮了”。
功能性磁共振成像（fMRI）如今已經(jīng)是研究社會(huì)過程的一種常見工具，它通過血氧改變來估計(jì)神經(jīng)活動(dòng)。
但是，與真實(shí)的社交互動(dòng)相比，這些實(shí)驗(yàn)是“簡(jiǎn)化和人為的”，芬蘭圖爾庫(kù)大學(xué)神經(jīng)學(xué)家Lauri Nummenmaa說，被試者通常是躺在掃描器里看臉部靜態(tài)照片或聽語(yǔ)音錄音進(jìn)行互動(dòng)。但是，照片不能顯示出人臉上細(xì)微的情感流動(dòng)，錄音也無法完成真實(shí)的對(duì)話、交流。
為此，研究人員不得不在掃描儀中創(chuàng)造實(shí)時(shí)互動(dòng)的情境。
2002年，美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院神經(jīng)學(xué)家Read Montague和同事發(fā)表了研究，他們同時(shí)記錄了不同的、相互連接的磁共振掃描儀中人的活動(dòng)。通過這種方法，研究人員可以捕捉到在線游戲或通過音視頻源進(jìn)行交流時(shí)人們的神經(jīng)活動(dòng)。
哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)學(xué)家和磁共振成像物理學(xué)家Ray Lee說，即使采用上述方法，“大量的人際交互信息也會(huì)被漏掉”。
所以，在過去10年里，他一直探索將一個(gè)功能性磁共振成像裝置一分為二，同時(shí)供兩人使用。這就需要一對(duì)特殊的頭部線圈，使研究人員能夠從兩個(gè)相鄰的大腦中讀取不同的信號(hào)。被試者需側(cè)臥，雙腿接觸磁共振成像磁鐵，頭部被這些籠狀的金屬線圈環(huán)繞，通過窗口相互凝視。
2012年，在普林斯頓大學(xué)，Lee和同事發(fā)表了第一篇關(guān)于雙人磁共振裝置的論文，他預(yù)估要花費(fèi)20萬美元才能為另一個(gè)實(shí)驗(yàn)室提供相同裝置。
Nummenma和芬蘭阿爾托大學(xué)的同事則共同開發(fā)了第二臺(tái)雙人fMRI。
這臺(tái)掃描儀使用了不同類型和形狀的頭部線圈，但被試者被置于近乎擁抱的姿勢(shì)。
在此之前，研究小組曾嘗試了一種不那么親密的姿勢(shì)，像獅身人面像一樣，將被試者腹部朝下，面對(duì)面安置。但Hari指出，這個(gè)姿勢(shì)“對(duì)脖子很不友好”。
在2019年12月10日的BioRxiv預(yù)印本中，研究小組發(fā)布了一項(xiàng)早期技術(shù)測(cè)試：讓一對(duì)朋友或親密伙伴輪流輕拍對(duì)方嘴唇，同時(shí)對(duì)雙方神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行記錄。通過這項(xiàng)測(cè)試，研究人員驗(yàn)證了掃描儀能夠檢測(cè)到錄音指令下，與敲擊手指的視覺和敲擊觸覺相對(duì)應(yīng)的大腦活動(dòng)。
同樣的，Lee所進(jìn)行的第一個(gè)研究問題也相對(duì)簡(jiǎn)單：共享掃描儀中的大腦活動(dòng)與遠(yuǎn)程視頻連接中的活動(dòng)有何不同？當(dāng)人們進(jìn)行眼神交流時(shí)，大腦網(wǎng)絡(luò)的哪一區(qū)域會(huì)亮起來？他仍在分析2012年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并提交研究成果，但在2019年秋，他的團(tuán)隊(duì)從NSF獲得了近100萬美元，用于設(shè)計(jì)研發(fā)一個(gè)信號(hào)質(zhì)量提高、能掃描更多大腦的線圈。
