在人工智能（AI）与神经科学的交叉前沿，一个宏大而深刻的目标正在从科幻构想走向实验室的现实：构建人脑的“数字孪生”（Digital Twin）。这并非是要复制一个物理的大脑，而是要创建一个能够精确模拟和预测真实大脑对特定刺激（如图像或语言）反应的计算模型。近日，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的神经AI科学家马丁·施林普夫（Martin Schrimpf）及其团队的一项突破性研究，将这一探索推向了前所未有的高度。他们首次成功地利用AI模型，生成了能够非侵入性地、可预测地“遥控”人类大脑高级认知活动（如语言处理）的特定文本。

这项发表于《自然·人类行为》的研究，不仅为我们理解人类智能的底层运作机制提供了一面强大的计算“镜子”，也为未来开发针对抑郁症、阅读障碍等脑部相关疾病的全新、个性化神经疗法，开辟了一条充满希望的道路。然而，这项技术在展现其巨大潜力的同时，也引发了关于技术伦理和人类心智边界的深刻反思。

https://www.nature.com/articles/s41562-023-01783-7

“大脑-评分”系统：以AI为镜，量化人类智能

施林普夫的研究路径，颠覆了传统的神经科学研究范式。在过去，神经科学家们试图通过解剖和观察大脑，来理解其工作原理，进而启发AI的设计。而施林普夫则反其道而行之，他认为，我们可以利用现有的、强大的AI模型（即人工神经网络）作为研究大脑的工具。“我意识到在相反的方向上有一个巨大的机遇：在计算机上进行原型设计，并利用AI模型来解释大脑。”他表示。

为此，他创建了一个名为“大脑-评分”（Brain-Score）的开源基准平台。这个平台的核心思想，是系统性地、定量地衡量一个AI模型在多大程度上“像大脑一样”工作。其过程分为三步：首先，研究人员通过实验，收集人类在执行特定认知任务（如观看图像或阅读句子）时的大脑神经活动数据（如功能性磁共振成像fMRI）和行为数据。其次，他们让为相同任务构建的AI模型执行同样的任务。最后，“大脑-评分”平台会通过复杂的算法，比较AI模型内部的“神经元”活动模式和输出结果，与真实人脑的数据进行匹配。

一个AI模型的“大脑-评分”越高，就意味着它的信息处理方式越接近于生物大脑。通过不断迭代和优化，以获得更高评分为目标的AI模型，实质上就成为了对大脑特定功能（如视觉或语言系统）的、一个越来越精确的计算模拟，即“数字孪生”。施林普夫乐观地认为，在未来几十年内，我们有望构建出一个高度精确的、能够解释大部分大脑认知功能的数字孪生。

从预测到控制：AI如何“书写”大脑活动

一个优秀模型的终极考验，在于它是否能从被动的预测，转向主动的控制。施林普夫团队在2023年完成的实验，正是对他们大脑模型预测能力的一次终极验证。

实验的目标是：能否利用AI模型，来主动地、靶向性地影响人类大脑的语言处理中枢？他们的做法堪称精妙： 研究团队首先利用他们已有的、在“大脑-评分”上表现优异的语言模型。随后，他们向这个AI下达了一个明确的指令：“请生成一个句子，当人类阅读它时，能够最大限度地激活（或抑制）大脑语言网络的神经活动。”

AI模型通过其对大脑语言处理模式的深刻“理解”，生成了一系列经过特殊优化的句子。接下来，研究团队招募了人类志愿者，让他们在fMRI扫描仪内阅读这些由AI“量身定制”的句子。

实验结果与AI的预测惊人地一致。脑部扫描图像清晰地显示，当志愿者阅读那些旨在“激活”的句子时，其大脑语言区域的活动水平显著飙升；而当他们阅读那些旨在“抑制”的句子时，相应区域的活动则明显减弱。这是人类历史上首次，科学家能够通过外部信息刺激，实现对大脑高级认知功能的非侵入式、可预测的精准调控。这一成功，标志着神经AI研究从“观察和模拟”，迈入了“干预和控制”的新阶段。

双刃剑的未来：通往治疗之路与伦理的深渊

这种“书写”大脑活动的能力，为神经系统疾病的治疗带来了革命性的前景。施林普夫设想，未来，我们可以为阅读障碍患者构建其大脑的数字孪生，然后利用AI模型，反向设计出一种能够帮助其大脑更轻松地解析文本的“定制字体”。同样，对于抑郁症患者，可以利用AI生成个性化的、能够引导其大脑状态趋向健康的视觉或听觉刺激，甚至可以更精准地指导非侵入性脑刺激疗法（如经颅磁刺激）的施用。

然而，这把强大的双刃剑，其锋芒的另一面也引人深思。施林普夫本人也对此表达了担忧：“这是一个道德困境。如何开发能够负责任地影响思维的AI模型？” 如果我们今天可以影响语言处理，那么明天是否就能影响记忆、信念甚至决策？他坦言，技术发展的速度已经远远超过了相应法律和伦理框架的建设速度，形成了一个危险的“监管真空”。

这场由AI驱动的脑科学革命，最终也触及了关于“何为人类”的哲学根源。施林普夫认为，他的研究证明了智能在某种程度上是可以“还原”为计算过程的，生物大脑只是实现智能的一种特定方式，而非唯一方式。但他强调，这并未贬低人类的独特性。“在我看来，使人类体验独特的是一生中所积累的经验集合，而非其底层的构建模块。”

施林普夫和他的同事们正将我们带到一个前所未有的十字路口。在这里，我们正获得解读甚至书写我们自身思想语言的能力。这股力量既可能成为治愈心灵创伤的希望之光，也可能开启一个需要我们以最高智慧和警惕去审慎导航的未知纪元。