读心术对我们大多数人来说都很容易。

在我们所有的部门中,人类在模仿另一个人的想法和信念方面出奇地高效。这是你如何“设身处地为他人着想”,知道“他们从哪里来”,反过来,产生同理心或预测你的行为如何影响他人。大多数时候,当我们根本不同意对方的观点时,我们甚至可以这样做。

这种进入别人头脑的神秘能力——见鬼,甚至只是承认他们有自己的意识——被称为“心智理论”。“这是一种最佳的模拟,它允许我们与他人联系和互动,不仅基于我们自己的想法和行动,还基于我们对他人的理解。它能让你猜出为什么你的朋友在生日那天不开心。它是象棋等战略游戏和博弈论等整个学科的基础。它决定了人类社会的繁荣或失败。

问题?没有人真正知道心灵理论如何在我们的头脑中工作 - 但是这已经成为改变。

本星期,在一项研究中哈佛医学院的一支来自哈佛医学院的团队,直接从他们的脑子前进的单一神经元录制的麻省理工学院。科学家们首次确定了一群特殊的细胞,让我们承认并预测别人的隐藏信仰。即使是疯狂的,这些神经元也忠于统一地编码了其他人可能拥有的虚假想法,并且所学习人员的信念并不一定同意。

换句话说,我们每个人都对致力于建模我们自己的头部内部建模的脑细胞进行了颤抖的脑细胞。

“到目前为止,目前尚不清楚神经元是否能够执行这些社会认知计算,”研究作者Mohsen Jamali。

结果推动了几个世纪历史的关于自我的性质和另一个进入一个新的科学的时代的争论。但是对于领导作者Ziv Williams博士,它还建立了一个框架,以更好地捕捉我们模拟思想的复杂性 - 何时或为什么它失败。例如,自闭症往往导致衡量社会线索的能力的崩溃。由于创伤引起的脑损伤的人也可能失去预测超级大国。在我们自己的物种之外,我们如何模拟彼此的思想的模型可以为Bolster AI构成一个强大的工具,为他们提供人工理论在与人交易时,更常见的意义。

镜子,大脑里的镜子

对思想理论的辩论有根源回归17-世纪哲学。但现代的兴奋,尤其是神经科学,在20世纪90年代初引发,当神经科学家捕捉到一种非常特殊的神经元的内部电对话。

通过对猕猴大脑运动区域的记录,他们发现了一个奇怪的群体,不仅当猕猴挥舞手臂——比如抓苹果或摇铃时——会兴奋,而且当它看到另一只猴子做同样的动作时也会兴奋。更奇怪的是,当猴子听到别人在另一个房间执行这项任务时,同样的神经元也会触发电流活动。与当时已知的任何其他类型的脑细胞不同,这些“镜像神经元”似乎为其他生物的行为和目标编码,而不是为自己宿主的行为和目标编码。

镜子神经元爆炸地受欢迎在接下来的几十年里有些人认为它们是同理心的所在地。另一些人则认为它们是人类社交能力的核心,比如语言能力。甚至是一位著名的流行文化神经学家走到说这些细胞塑造了我们的文明。

然而,随着社会神经科学的更复杂的工具和技术,人们很快就会意识到镜子神经元不是最终的同理心,语言或自闭症。而是,使用最先进的脑成像,科学家开始俯冲朝向大脑的前部,坐在前额 - 前额外的皮质 - 作为捕捉另一个人信仰和思想的大脑。

然而,在镜像神经元的过度承诺的教育下,很少有人愿意将大脑区域标记为心智理论的支持者。毕竟,大脑成像可以同时捕捉到数千个(如果不是更多的话)神经元的聚集和平均活动。读取结果会受到大脑其他区域的影响,描绘出一幅模糊的画面。

削尖它的方法是什么?从单个神经元记录。

善解人意的大脑

新的研究让人们吹走了。他们不是依靠社交而非人类的动物,他们直接向来源:植入电极的人类志愿者。这些参与者已经经历了脑外手术,以准备帕金森病的治疗,并勇敢地签署了这项研究。这允许团队直接从人类大脑中的单一神经元记录 - 一般以外的东西在大多数心灵理论之外。

总的来说,他们利用了嵌入在受试者额叶大脑中的320多个神经元。当植入的微电极无声地记录脑细胞的电活动时,研究小组要求参与者听一个小故事。

举个例子:“你和汤姆看到桌子上有一个罐子。汤姆走后,你把罐子放到柜子里。听者知道罐子在碗橱里。但汤姆不喜欢。根据心智理论,我们可以推断汤姆仍然认为罐子在桌子上。

该团队然后要求听众两个看似简单的问题。第一个是“罐子在哪里,”或基于倾听者的理解的客观评估。第二是更有趣的 - “汤姆认为罐子在哪里?”这探讨了大脑的模拟汤姆的思想。

研究小组立即发现,大量神经元令人惊讶地捕捉到了内部信念和其他信念之间的区别。当他们预测汤姆的想法时,大约有20%的被记录的神经元确实活跃起来。当汤姆陈述一个真实的信念时——也就是说,从他的角度来看,“真实的”——更有可能被点燃。总的来说,这些神经元的电活动在近80%的情况下能够预测听者是否准确地预测出汤姆心中对罐子的印象。

换句话说:我们的大脑中有神经元,它们编码别人对现实的看法,而不是真实的东西。这是一种相当令人不安的暗示,因为神经元仅仅反映了别人的特定观点——你的观点或真相,并没有起作用。

掉进兔子洞

如果你在想“哦,这些脑细胞只是回应预测,”作者也在这里有答案。它变得令人烦恼。

首先,为汤姆的想法编码数据的细胞会更新他对现实的感知。当参与者听到“汤姆离开后,你把罐子移到柜子上,他从窗口看着你”,编码汤姆视角的细胞就会改变方向,得出这样的答案:现在汤姆知道了罐子在柜子里。你的脑细胞为别人的信念编码,当别人的信念——而不是你自己的信念——更新时,你的脑细胞也会更新。

另一方面,神经元也捕捉到关于汤姆信念的具体细节。以类似于罐子和碗柜的故事为例,研究小组发现这些读心神经元可以对物品的身份(一个罐子对一张桌子或蔬菜)、位置、颜色和其他特征进行编码。将所有的测试汇总在一起,研究小组用这些神经元建立了一个模型,不管推理的难度有多大,它都能准确地预测出他人的概念,而概率是前者的近六倍。

“每个神经元正在编码不同的信息比特,”Jamali说。“通过组合所有神经元的计算,您可以非常详细地表示另一个信念的内容,以及对它们是否是真或假的准确预测。”

这些预测神经元是另一个镜子神经元故事吗?许多人不这么认为。Uta Frith博士,UCL认知神经科学研究所的Emeritus教授,评论“(前额叶皮层)的单个细胞在心智活动时表现活跃,这令人惊讶,”回顾了来自更为迟钝的人类大脑记录仪器(如核磁共振)的发现。但最主要的是,我们的进步在于我们探索自己思想的方法——即使它们为别人的思想编码。弗里斯说:“这种类型的录音竟然可以做到,真是太神奇了。”

图像信用:Gerd Altmann.Pixabay

Shelly Xuelai Fan是一个神经科学家转向科学作家。她在不列颠哥伦比亚省大学的神经科学中完成了博士学位,在那里她开发了新的神经变性治疗方法。在研究生物脑的同时,她对AI和所有东西都很着迷。毕业后,她搬到了UCSF,研究了恢复老年大脑的基于血液的因素。她是 ...

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