这是你的大脑在写句子

罗切斯特大学的研究人员首次解码并预测了句子中单词含义的大脑活动模式，并成功预测了新句子的大脑活动模式。

这项研究使用了功能性磁共振磁共振成像(fMRI)来测量人体大脑激活。“使用功能磁共振成像数据,我们想知道如果给定一个整个句子,我们可以过滤出大脑的表示一个单词的,就是说,我们可以把句子分开成其词组件,然后将组件和预测他们会是什么样子的在一个新的句子,”安德鲁·安德森说研究员领导的研究作为Rajeev Raizada实验室的一员,罗切斯特的大脑与认知科学系助理教授。

“我们发现我们可以预测大脑的活动安德森说:“这种模式并不完美(平均70%正确)，但明显好于偶然。”这项研究发表在期刊上大脑皮层．

安德森和他的同事们说，这项研究在理解信息如何在大脑中呈现方面取得了关键进展。“首先，我们介绍了一种预测神经模式的方法单词这是一个比以前的研究解决的更复杂的问题，以前的研究几乎都集中在单个单词上，”安德森说。“其次，我们设计了一种新的方法来映射单词的语义特征，然后将其与神经系统相关活动模式．"

在句子中找一个词

为了预测句子中特定单词的模式，研究人员使用了一组广泛的句子，这些句子之间有许多相同的单词。例如:“绿色的车过了桥”，“杂志在车里”，“事故损坏了黄色的车”，这些fMRI数据是由14名参与者在默读240个句子时收集的。

安德森解释说:“在这种情况下，我们通过获取与该词出现的所有句子相关的神经活动模式来估计该词的表示，我们将句子级的大脑活动模式分解，以建立对该词表示的估计。”

一个单词的意思是什么样子的?

资深作家莱扎达说:“咖啡有颜色、有味道，你可以喝咖啡——咖啡让你感觉很好——它具有感官、情感和社交方面的特点。”“所以我们建立了一个由威斯康星医学院的杰弗里·宾德(Jeffrey Binder)创建的模型，他是这篇论文的合著者，并调查了人们，让他们告诉我们一组单词的感官、情感、社交和其他方面。然后，我们一起把这种方法推向了一个新的方向，从单个单词到整个句子。”

新的语义模型使用了65个属性，比如“颜色”、“令人愉快”、“响亮”和“时间”。参与调查的人以0-6分为标准，对给定的根概念与特定体验的关联程度进行打分。例如，“你认为‘咖啡’在多大程度上具有特征或定义温度?”总共有242个单词被评定了65个属性中的每一个。

莱扎达说:“每个单词及其属性的关联强度，使我们能够利用功能磁共振成像(fMRI)来估计其含义在大脑中是如何表现的。”

安德森说，与之前的语义模型相比，该模型捕捉了更广泛的经验，“这使得解释预测模型和大脑活动模式之间的关系变得更容易。”

然后，该团队能够重新组合单个单词的活动模式，以进行预测大脑模式因为整个句子都是由这些词的新组合构成的。例如，计算机模型可以预测一个句子的大脑模式，例如“一家人在海滩玩”，即使它以前从未见过这个特定的句子。相反，它只在不同的语境中看到了包含这些词的其他句子，比如“海滩是空的”和“年轻女孩踢足球”。

研究人员表示，这项研究为理解意义在大脑中是如何表现的提出了一系列新的问题。安德森说:“不是现在，也不是明年，但这种研究可能最终会帮助那些有语言障碍的人，包括那些遭受创伤性脑损伤或中风的人。”

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