“現(xiàn)實(shí)中，有的人善于隱藏自己的情感，表現(xiàn)出偽情緒。但腦電波不會“說謊”。這是因?yàn)榍楦械淖兓冀K伴隨著腦電波的變化及腦信息單元信息傳遞方式的變化，不同的情感對應(yīng)不同的腦電波特征?！?/p>

——孫金瑋 哈爾濱工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院教授

◎通訊員 衣曉峰 本報記者 李麗云

人腦是自然界最復(fù)雜的系統(tǒng)之一，潛藏其間的人的心理情感和生理狀態(tài)，如喜悅、興奮、焦慮、抑郁、煩躁、恐懼及睡眠深度、疲勞感知程度等，難以得到清晰的把握。

近年來，依托于腦電波的腦功能網(wǎng)絡(luò)分析法，已被用于研究認(rèn)識大腦各個區(qū)域結(jié)構(gòu)或功能連接，為破譯大腦情感深層機(jī)理、探索人的內(nèi)心世界提供了更多線索，成為目前情感識別及心理疏導(dǎo)的重要科研方向。

情感識別研究成果初露端倪

哈爾濱工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院孫金瑋教授和他的博士曹天傲、王啟松等人完成的一項(xiàng)課題“二值情感腦功能網(wǎng)絡(luò)的全局和節(jié)點(diǎn)屬性”，通過研究頭皮電極，從腦功能網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)屬性中觀察情感的變化，判斷人的情緒，為人們客觀、準(zhǔn)確理解“喜怒哀樂”的心理變化夯實(shí)了理論基礎(chǔ)，有望指導(dǎo)開發(fā)全新的可穿戴式腦電波情感檢測產(chǎn)品，實(shí)時捕捉受試者的真情實(shí)感，在人機(jī)交互、臨床醫(yī)學(xué)與潛水、航天等領(lǐng)域具有重要的科研價值和應(yīng)用前景。

現(xiàn)如今，無論是提升人機(jī)交互體驗(yàn)，診斷治療抑郁癥、精神病及其他心理疾病患者，還是監(jiān)測、識別、評估普通員工或者航天員、飛行員、士兵等特殊人群的情感狀態(tài)、心理原因所致的情緒或行為的異常受到了越來越高的關(guān)注。換句話說，心理健康關(guān)系著個人的職場生涯及工作的安全。孫金瑋介紹，現(xiàn)實(shí)中，有的人善于隱藏自己的情感，表現(xiàn)出偽情緒。少數(shù)高智商犯罪分子往往能騙過問詢及測謊儀等傳統(tǒng)手段。不過，雖然語言和面部表情可以掩飾，但腦電波不會“說謊”。這是因?yàn)榍楦械淖兓冀K伴隨著腦電波的變化及腦信息單元信息傳遞方式的變化，不同的情感對應(yīng)不同的腦電波特征。

通過腦電波可捕捉真情實(shí)感

“人類情感常被分解為愉悅度和喚醒度。前者表示個體情緒狀態(tài)的正負(fù)特性，表現(xiàn)為情感的積極或消極程度；后者顯示個體的神經(jīng)生理激活水平，體現(xiàn)為精神興奮程度。根據(jù)此模型，不同程度的愉悅度和喚醒度疊加生成人類的喜怒哀懼?！辈芴彀琳f，為了理解大腦的信息處理單元間是如何相互作用的，“人腦連接組學(xué)”的概念于2020年被提出，研究腦系統(tǒng)連接的科學(xué)則被稱作連接組學(xué)。作為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)新名詞，腦連接組學(xué)的意思是采用多模態(tài)神經(jīng)影像技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)分析方法，描繪活體人腦的結(jié)構(gòu)和功能連接模式的學(xué)科。

曹天傲介紹，腦功能是由大腦神經(jīng)元間相互作用涌現(xiàn)出的復(fù)雜模式，具體則是多個腦區(qū)在不同的時間—空間尺度上相互連接形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。采集并分析不同腦區(qū)空間的腦電信號，研究其時間上的相關(guān)性和同步關(guān)系，建立不同情緒狀態(tài)下的功能腦網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，現(xiàn)已逐漸發(fā)展為情緒識別的重要手段。

實(shí)時監(jiān)測情緒波動現(xiàn)實(shí)意義大

孫金瑋團(tuán)隊(duì)選取了常用的二值腦功能網(wǎng)絡(luò)，分別基于相關(guān)性和相位同步性構(gòu)建腦網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)直接選取頭皮電極。他們首先深入觀察了不同情感下的腦網(wǎng)絡(luò)整體特性，將不同網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法所得結(jié)果進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)不同定義的腦功能網(wǎng)絡(luò)在全局屬性變化上具有共同的特點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)屬性分析發(fā)現(xiàn)腦功能網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)屬性能夠反映情感的變化。具體說來，高愉悅度可增強(qiáng)腦信息傳輸，促進(jìn)腦功能的分化和整合；但在情緒較高時，網(wǎng)絡(luò)整體信息處理效率有可能變低。研究表明，情感對腦功能網(wǎng)絡(luò)的影響在阿爾法波段比較突出。

專家評價指出，上述理工醫(yī)相結(jié)合的科研成果豐富了腦網(wǎng)絡(luò)分析法，為情緒監(jiān)測提供了一種客觀有效的評價技術(shù)，有助于推動解決復(fù)雜模式的認(rèn)知研究。醫(yī)生可以準(zhǔn)確判斷抑郁癥患者的愉悅興奮狀態(tài)，并制定最佳治療方案。普通員工的情感被獲知后，后續(xù)工作方案可以靈活修正，保證效益最大化。而航天員、飛行員、公交車駕駛員等特殊人群的情緒波動如能被實(shí)時監(jiān)測，就能得到及時的心理疏導(dǎo)和調(diào)理，使其以更積極穩(wěn)健的心態(tài)完成任務(wù)和工作。