《生活大爆炸》里Sheldon就在加州理工上班

加州理工大學(xué)、Cedars-Sinai醫(yī)學(xué)中心和美國薩勒諾大學(xué)的研究人員開發(fā)出一款新型AI工具，該工具可通過掃描靜息狀態(tài)下的大腦活動圖像預(yù)測人的智商。他們發(fā)現(xiàn)，沒有單一的解剖結(jié)構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)對人的智商負(fù)責(zé)，智商取決于分布在整個腦部的冗余信息。

美國加州理工大學(xué)、Cedars-Sinai醫(yī)學(xué)中心和美國薩勒諾大學(xué)的研究人員表示，他們研發(fā)的計(jì)算工具可以通過功能磁共振成像（fMRI）掃描其靜息狀態(tài)大腦活動來預(yù)測一個人的智力。

功能性磁共振成像（fMRI）是一種神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)，其原理是利用磁振造影來測量神經(jīng)元活動所引發(fā)的血液動力的改變。由于fMRI的非侵入性和其較少的輻射暴露量，從1990年代開始，就在腦部功能定位領(lǐng)域占有了重要地位。目前，fMRI主要被用于對人及動物的腦或脊髓之研究中。簡單說，通過fMRI，我們可以了解特定腦區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞活動情況。

加州理工大學(xué)的心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和生物學(xué)教授、加州理工大腦成像中心負(fù)責(zé)人Ralph Adolphs說：“我們發(fā)現(xiàn)，只是讓人躺在掃描儀中什么都不做，我們測量其大腦活動模式，就能使用這些數(shù)據(jù)來預(yù)測他們的智力?！?/p>

他們開發(fā)了一個能夠分析人類大腦活動復(fù)雜模式的算法。為了訓(xùn)練這個算法，Adolphs和他的團(tuán)隊(duì)使用了由人類連接組計(jì)劃（HCP）收集的數(shù)據(jù)，包含將近900名個體的腦部掃描數(shù)據(jù)和IQ測試得分。研究人員將這些分?jǐn)?shù)輸入他們的算法，然后讓算法運(yùn)行。

算法使用不同腦區(qū)fMRI數(shù)據(jù)預(yù)測IQ的因子示意

Cedars-Sinai醫(yī)學(xué)中心的博士后Julien Dubois說，在處理完這些數(shù)據(jù)后，他們的算法能夠在統(tǒng)計(jì)顯著水平上預(yù)測這900個實(shí)驗(yàn)個體的智商。

此外，他們還發(fā)現(xiàn)，沒有單一的解剖結(jié)構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)對人的智商負(fù)責(zé)，智商取決于分布在整個腦部的冗余信息。

從靜息狀態(tài)功能連接性預(yù)測智商g的一般因素，平均每個受試者的所有靜息狀態(tài)運(yùn)行（REST12，共計(jì)1h fMRI數(shù)據(jù)）

但是，研究人員表示，他們的方法仍然有很大的改進(jìn)空間。最主要的一點(diǎn)，fMRI掃描結(jié)果只是對大腦中實(shí)際發(fā)生的事情很粗糙和含有噪音的測量，有大量潛在有用的信息都被丟棄了。

“我們從大腦掃描中獲得的信息可以用來解釋大約20%我們在受試者身上觀察到的智商差異，”Dubois說。 “這個表現(xiàn)非常好，但是我們的結(jié)果仍然比不上韋氏成人智力量表（Wechsler Adult Intelligence Scale）這種需要花上一小時進(jìn)行的智商測量?！?/p>

Dubois還指出了這項(xiàng)工作固有的哲學(xué)難題。 “算法是使用IQ得分訓(xùn)練的，但我們怎么知道這些IQ得分是正確的？” 研究人員解決這個問題的方法，是讓受試者進(jìn)行了10種不同的認(rèn)知任務(wù)，結(jié)合IQ得分，得出了一個更加精確的智力評估。

“fMRI還沒有實(shí)現(xiàn)其作為診斷工具的潛力，我們和其他許多人正在積極努力改變這種狀況?，F(xiàn)在世界各地科學(xué)家有很多可用的大型數(shù)據(jù)集的，大家都在積極研究這種可能性。”Dubois說。

在這項(xiàng)工作中，AI做到了人類無法做到的事情，那就是觀看腦部掃描結(jié)果預(yù)測智商。即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的神經(jīng)科學(xué)家也無法看腦部掃描就判斷一個人有多聰明。

“如果訓(xùn)練得當(dāng)，這些算法可以回答很多問題，它們非常強(qiáng)大。但如果你真的問：’他們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)？他們?nèi)绾巫鲞@些事情？這些都是難以回答的問題。”合作者Paola Galdi說，他以前是薩勒諾大學(xué)的博士生，現(xiàn)在是愛丁堡大學(xué)的博士后研究員。

這項(xiàng)研究是一個更宏偉的計(jì)劃的一部分，這個更宏偉的計(jì)劃是設(shè)計(jì)一種診斷工具，能夠從大腦掃描結(jié)果中了解一個人的心智。

研究人員表示，他們希望有一天MRI可以診斷孤獨(dú)癥、精神分裂癥和焦慮等疾病，因?yàn)樗麄兡壳罢趯ふ夷[瘤，動脈瘤或肝臟疾病。

智力被選為這種技術(shù)的首批測試平臺之一，因?yàn)檠芯勘砻髦橇﹄S著時間的推移非常穩(wěn)定。也就是說，一個人的IQ分?jǐn)?shù)在幾周、幾個月或幾年的時間里不會有太大的變化。

研究人員還進(jìn)行了一項(xiàng)平行研究，使用相同的測試人群和方法，試圖從fMRI腦部掃描中預(yù)測人的人格特質(zhì)。

他們使用的人格測試將人格分為五個等級：對經(jīng)驗(yàn)的開放性，嚴(yán)謹(jǐn)性，外向性，宜人性和神經(jīng)質(zhì)。

試圖從fMRI腦部掃描中預(yù)測人的人格特質(zhì)

然而，使用團(tuán)隊(duì)用于預(yù)測智力的方法來預(yù)測人格要困難得多。不過，Dubois表示：“數(shù)據(jù)庫中的人格分?jǐn)?shù)都是來自參與調(diào)查的人簡短的自我報告，不是非常準(zhǔn)確的性格測量，所以我們無法從MRI數(shù)據(jù)中很好地預(yù)測它。”