AI 和大脑成像展示了对话如何同步人类思维

快速阅读: 据《AZoAI》最新报道，科学家在特伦托大学的研究表明，对话不仅能交换词语，还能同步参与者的脑部活动。通过结合AI技术和神经成像，研究揭示了情感内容和语言结构如何影响大脑互动。该研究涉及42对参与者，使用功能性近红外光谱（fNIRS）技术，为理解人类互动提供了新视角。

特伦托大学 2025年2月26日

科学家发现，对话不仅仅是交换词语——它们还能同步大脑活动。通过将人工智能与神经成像技术结合，这项研究展示了情感内容和语言结构如何塑造我们的神经反应，揭示了有关人类互动的新见解。

图解实验程序概要。（A）实验过程中设备的设置及两人组的坐位安排。（B）阿扎里等人（2019）的图像。示意图显示了20个功能性近红外光谱（fNIRS）通道的位置及其对应位置以测量背外侧前额叶皮层（SFG）、中间额叶皮层（MFG）、下额叶皮层（IFG）和前额叶皮层（aPFC）的活动。（C）使用EmoAtlas计算的句子情感内容（塞梅拉罗等人，2025）。（D）句子的句法分析。（E）使用文本形式思维网络（斯特拉等人，2019）表示句子的句法/语义结构。

将实验室的研究成果带入家庭，从受控环境带到现实生活。一种理解人类互动的方式。随着技术的不断进步，其潜力也在增长，推动着科学研究和实际应用的发展。在此意义上，本研究的作者们向前迈进了一步，以了解当两个人接触并相互交流时，例如在交谈、互赠礼物或合作等情况下，大脑层面会发生什么变化。

该方法论和结果描述在一篇题为“对话的情感内容和语义结构与前额叶皮层中的人际神经同步相关”的文章中，并最近发表在科学期刊《神经影像》上。

该论文由特伦托大学心理学与认知科学系的亚历山德罗·卡罗洛（通讯作者）和詹卢卡·埃索波索、马西莫·斯特拉、安德烈亚·比泽戈撰写，作为与新加坡南洋理工大学门玉立的合作项目。

他们的研究揭示了人们在交流时的情感和语言与其大脑活动之间的新联系。

“首次，我们结合了AI技术与同时对两人进行的神经成像测量。我们在实验室环境中工作，但尝试创建比通常更少控制的情况，以便每对参与者可以自由地创造对话，想象互相赠送礼物并感到惊喜。”亚历山德罗·卡罗洛，该研究的第一作者说。

这项研究在特伦托大学心理学与认知科学实验室的罗韦雷托校区进行，涉及42对参与者（共84人），年龄在18至35岁之间。

“我们将人工智能技术与最先进的脑成像技术结合，以研究情绪和语言结构如何影响互动中的大脑活动。这项研究表明，当两人互动时，他们的大脑活动会同步，尤其是在前额叶皮层。情感内容和语言结构与这种神经同步相关。”詹卢卡·埃索波索解释道。

对话由人工转录，并使用人工智能技术编码转录内容，以获得对话的情感和句法/语义指数。

功能性近红外光谱（fNIRS）用于神经成像测量。

该技术类似于脑电图，但比磁共振成像和其他方法侵入性小。它可以记录不同大脑区域中携带氧气的血红蛋白分子的动态。光源发射光子束，光电探测器置于头盔上。测量血红蛋白吸收的光量，评估大脑活动。

亚历山德罗·卡罗洛解释说：“这是一种易于携带且轻便的技术。它只需要一个小盒子，里面装有一对帽子和它们的电缆。然后将其插入笔记本电脑，这就是研究人类互动所需的一切。”

他继续说道：“目标是将研究从实验室带到家庭，从受控环境带到现实生活中，在那里人们可以自由交谈和互动。”

研究团队的贡献前景广阔。

詹卢卡·埃索波索表示：“似乎最佳的方法是跨学科方法，它整合了情感内容和语义/句法信息。关于神经同步的结果有许多有趣的含义。

研究表明，情绪和语言结构影响我们的对话以及随后指导我们如何相互交流的神经过程。这为人类互动的研究开辟了新的途径。我们想到父母与孩子、伴侣、朋友之间的互动，或者仅仅是两个偶然相遇的陌生人之间的互动。”

“对话的情感内容和语义结构与前额叶皮层中的人际神经同步相关”已在开放获取的科学期刊《神经影像》上发表。

通讯作者是亚历山德罗·卡罗洛（也是第一作者）和詹卢卡·埃索波索。其他作者包括特伦托大学的马西莫·斯特拉和安德烈亚·比泽戈，以及新加坡南洋理工大学的门玉立。

来源：

特伦托大学

期刊参考文献：

卡罗洛，A.，斯特拉，M.，门玉立，M.，比泽戈，A.，& 埃索波索，G.（2025）。情感内容和语义结构的对话与前额叶皮层中的人际神经同步相关。《神经影像》，309，121087。DOI：10.1016/j.neuroimage.2025.121087，https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811925000898

(以上内容均由Ai生成)