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各位读者请看,下记照片中的磁共振成像(MRI)设备里正躺着一位沉迷游戏的男性。

MRI是能够将人体横断面可视化的精密医疗设备,医生们能够通过这种设备检查患者是否患病。也许各位读者在看到男性双手紧握游戏手柄的样子想要吐槽:“这是有多喜欢玩游戏呀!”但其实他并不是在娱乐,而是丰田的员工正在进行一项“史无前例的研究”。

研究员们让被观测者躺在MRI设备中操控游戏手柄,以这种方式调动其手臂肌肉,观察研究包括脊髓反射在内的脑部反应活跃区位置。

近年MRI的技术获得了长足的发展,现已实现了神经纤维束的追踪成像。下图为通过弥散张量成像(DTI)手法,描述的脑神经信号详细结构图。
通过观察得知,人类“无意识的手部活动”与“有意识的手部活动”,脑内的活跃部位有所不同。
上图为运动区左右横断面成像,可以通过这种方式观察大脑的活跃部位。
据日本理研CBS-丰田协作中心(以下简称BTCC)研究小组称,20至30年前测量大脑温度时还要采取“直接扎针”的方法,这听起来确实有点骇人听闻。
但近年来,随着MRI灵敏度不断提高,可以通过横断面成像判断大脑的哪个部分温度有所上升,且能掌握上升了多少等信息。
就像人类会在运动后体温升高一般,其实在疯狂地进行脑力工作后,大脑温度也会上升。因此,漫画中那种用脑过度时头部冒出热气的表现方式,倒也不能算错。
本期采访中,我们了解到了一个令人震惊的假说。
前沿技术研究中心 R-开拓部主管 哲学博士 吉泽真太郎

举个例子,如果人类的右脑因脑卒中受到了损伤,一般会导致身体左侧肢体无力或无法活动。其中,部分患者可以通过康复训练减轻症状,恢复健康。不过现在这一医学原理尚未被阐明。
现在,我们正在与隶属于日本理化学研究所的下田真吾老师进行着一项脑活动研究,该研究所一直致力于推动合作研究项目。我们正在针对“在大脑受损无法下达运动指令时,与大脑相连的中枢神经系统‘脊髓’,是否会代偿控制神经回路”这一假说,进行着验证。
听到这番话后我们了解到,“除大脑以外,脊髓也有着辅助代偿记忆或活动的机制”。这一大胆假说令人瞠目结舌。
吉泽
随着研究的推进,我们发现似乎大脑并非完全控制了身体活动机能,脊髓也分担了一部分。也就是说即便是大脑受到损伤,只要脊髓还正常的话,也许身体还可以活动。
上图中橙色部分表示大脑与脊髓管神经信号活动量的差异之处。通过这种方式可以观测到人在运动时,不仅使用了大脑,还使用了脊髓。
(左侧图像为上端脖子附近的脊髓侧面图,右侧为脊髓正面图)。
只要能明确这一原理,将会是一项具有划时代意义的发现。
面向未知领域的挑战还在继续,下面将为大家揭晓丰田为何要研究大脑,以及AI鲜为人知的可能性。
关于丰田开始脑研究的理由,山田经理如此说道。
前沿技术研究中心 R-开拓部经理 工程博士 山田整

人类为了得到身心上的Well-being(幸福安康),会去不断追求普遍性原理。
近年来由于疫情的关系,人们的工作方式发生了巨大改变。这让我们不得不去思考该如何兼顾“公司利益”和“个人利益”,使双方都能获得幸福感。
幸福感的来源因人而异,但是从脑科学视角出发调查的话,信息数据上的共同点将会成为我们找到幸福感的重要线索,因此我们决定展开对大脑的研究。
有时从现象上很难分辨哪些事情会导致人悲伤、这个人是否存在心理疾病等。我觉得若想理解一个人的内心,可能还是需要深入到人体内部去找寻答案。
现在我们对大脑还知之甚少,所以更需要持之以恒地去研究,探寻更多可能性。
山田
现在AI技术发展迅猛、不断扩大,但我认为现阶段的深度学习无法创造出如人类一般的AI。
AI的本质是,为了认知物理世界而不断延伸扩展“脑内模拟测试的结构”。想要创造真正聪明的AI,针对大脑本身的研究不可或缺。
另外,采访中我们还得知,研发人员们还在进行着“让大脑的个性可视化”的挑战。
前沿技术研究中心 R-开拓部主管 工程博士 山口雄平

其实,BTCC在研究MRI的同时还进行着另一项关于脑波的研究。
譬如,观察一些“不擅长劳逸结合,容易精神过于集中”的人,其脑波的强弱走势,试图通过分析脑波来判断一个人的性格。这在以前只能以观察行动、分析心理调查问卷等方式来判断。
每个人都有不同的Well-being状态。为实现Well-being的“对症下药”,我们需要探索一项能够使人类个性可视化,可直观地去理解分析的技术。
大脑相关技术研发可广泛涉及到多方面,譬如掌握了脑科学技术后,也许就可以提升体育、乐器的练习方式,有效地促进人类之间的“信赖关系”,辅助脑卒中患者更高效地进行康复训练等。
当今,人们往往不看好前途未卜的基础研究。但是,为了能够更进一步的“了解人类”,这里正在不骄不躁地进行着基础研究。
丰田从集团创始人丰田佐吉的时代开始,就有着“致力于研究和创造,始终先于潮流”的思想。正如这句话所说,能在所有领域中引起范式转换的研究,未来将产生怎样的惊喜,请大家对此报以期待吧!