有个人正在看一张照片。我们看不到照片,只测量这个人的大脑活动。随后,电脑屏幕上出现了一张与他所见相似的图像。
听起来像科幻情节,但在研究实验室里,这已经可以做到。
最近,研究者借助用他人数据预训练的AI,更快地得到了结果。
AI重新画出大脑所见内容的时代,已经开始。
根据脑信号画出的图,究竟有多像原图?
新概念图:Reverse Entropy。所讨论研究:Scotti PS等,ICML/PMLR,2024年,图3。原论文及研究图像 · 论文许可(CC BY 4.0)。此处未转载原论文的刺激照片。
巴士、棒球场、插着花的花瓶、猫。2024年发表的MindEye2原论文图3,展示了这些场景的实际例子。我觉得,说这些原始示例已经相似到这个程度,是完全可以的。
当然,也能看到一些差别。
红色双层巴士变成了形状不同的巴士,花朵颜色和花瓶形状也发生了变化。
系统抓住了场景中的不少线索,但没有原封不动地复制照片。
究竟在测量脑内什么东西?
这项技术的秘诀,是用MRI对大脑成像。
给参与者看照片时,研究者记录大脑对不同场景产生的不同反应。
当收到新的脑信号,系统便与此前的记录比较,推测图像可能是什么。

来源:Asnaebsa,Wikimedia Commons,2022年。原图未作修改。图片来源 · 许可:CC BY-SA 4.0。
代表性研究使用的,并不是我们在医院通常接触的那种MRI,而是功能磁共振成像,即fMRI。
它通过与神经活动相关的血氧变化,间接读取大脑反应。
这与拍摄一张常规脑部MRI图像不同。
AI辅助图像 · 了解更多
来源:Reverse Entropy原创说明图,为本版本翻译并重绘。依据Shen等(2019年)、Scotti等(2024年)。研究参考。这是概念图,并非实验结果。
生成式AI就在这里发挥作用。
AI根据从脑信号中推断出的特征,生成图像。
估计物体形状和排列方式的技术,与将这些线索表达成自然图像的技术,结合在了一起。
新概念图:Reverse Entropy。背景参考:NIH NIBIB的磁共振成像科普资料。此处未转载韩文文章使用的照片。
不在眼前、只是脑中想象的场景,也能看见吗?
下一步就是想象:读取一个人在脑中构想的场景,而不是正在看到的照片。
2026年5月发表的MIRAGE研究,在参与者想象指定图像或概念时记录脑信号,并据此重建图像。模型使用的是人们实际观看照片时采集的数据进行训练。[3]
新概念流程图:Reverse Entropy。所讨论研究:Kneeland R等,《PLOS Computational Biology》,2026年,图2。原论文及研究图像 · 论文许可(CC BY 4.0)。此处未转载原论文的刺激照片和生成示例。
在MIRAGE原论文的示例中,能认出冲浪姿势、鸟等线索,但颜色和细节与原图不同。
这个实验是一个受约束的任务,共涉及18种图像和概念刺激。
它并没有记录脑中自由浮现的每一个想法,也没有把一个人整晚的梦拍成电影。
有趣的是,最擅长重建实际所见图像的模型,并不一定最擅长重建想象图像。
想象时的信号更弱、更不稳定,需要适合这类信号的解码方式。
举个例子,假设脑信号提供了“草地上的一只狗”这个线索。生成式AI就能画出毛发的纹理、眼睛里的亮光,以及草叶投下的影子。
但每个细节都是从大脑读出来的吗?有些部分,是AI用自己学过的狗和草地知识补上的。
能生成清晰、像照片一样的图,并不等于能准确重建一个人真正看见的场景。
2025年发表的《Spurious reconstruction from brain activity》指出了部分图像重建方法中的这个问题。对于熟悉类型的图像,它们能生成看似合理的结果;但在类别与训练数据不重叠的独立数据集上,表现明显下降。
因此,看到结果时,我们不能只停留在“哇,真像照片”。
还要检查物体的数量、位置、颜色,以及彼此之间的关系是否正确。
更让我期待的是沟通的可能性
如果这项技术变得更准确、更方便,或许能帮助难以通过语言或动作表达的人,把脑中的图像传达出来。研究者也将辅助沟通,以及意识与认知研究,列为可能的长期应用方向。
从医生的角度看,如果能开发一种工具,让患者表达那些难以用语言解释的视觉体验,也很有吸引力。
我们看过或想象过的场景,正在变成可以展示给他人的图像。
今后的目标,不只是能做出多么惊艳的图片,而是这张图能多准确地呈现那个人的体验。
参考研究
1. Scotti PS et al. MindEye2: Shared-Subject Models Enable fMRI-To-Image With 1 Hour of Data. ICML / PMLR 235:44038–44059 (2024).
2. Shen G, Horikawa T, Majima K, Kamitani Y. Deep image reconstruction from human brain activity. PLOS Computational Biology 15(1):e1006633 (2019).
3. Kneeland R et al. MIRAGE: Robust multi-modal architectures translate fMRI-to-image models from vision to mental imagery. PLOS Computational Biology 22(5):e1014263 (2026).
4. Shirakawa K et al. Spurious reconstruction from brain activity. Neural Networks 190:107515 (2025).
#神经科学 #脑扫描 #fMRI #生成式AI #MindEye #脑成像 #人工智能 #ReverseEntropy