研究结合AI与双脑神经影像技术首次探索人类互动

将实验室研究带入家庭环境，从受控环境转向现实生活，可以成为理解人类互动的一种方式。随着技术的进步，其潜力不断增长，推动了科学研究和实际应用的发展。在这方面，一项新研究的作者们向前迈进了一步，以了解两个人接触和互动时大脑层面发生了什么变化，例如在对话中、互相送礼物或在合作的其他情况下。

该研究方法和结果发表在《NeuroImage》杂志上的一篇题为“对话的情感内容和语义结构与前额叶皮层的人际神经同步性相关”的论文中。

论文由特伦托大学（心理学与认知科学系）的Alessandro Carollo和Gianluca Esposito（通讯作者）、Massimo Stella和Andrea Bizzego撰写，作为与新加坡南洋理工大学的Mengyu Lim的国际合作项目的一部分。

他们的工作揭示了人们交流的方式，包括情感和语言，与其大脑活动之间的关联。

“我们首次结合了人工智能技术与同时获得两个人大脑影像测量的方法。我们在实验室环境中进行研究，但尝试创建比以往更少受控的情况，以便每对参与者可以自由发明对话，以及想象互相送礼物并感到惊喜。”研究第一作者Alessandro Carollo说。

这项研究在特伦托大学心理与认知科学系位于罗韦雷托的实验室进行，涉及42对参与者（共84人），年龄在18至35岁之间。

“我们结合了最先进的人工智能技术和脑成像技术，研究情感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性相关。”Esposito解释道。

对话经过手工转录，然后使用人工智能技术对转录内容进行编码，以获得对话的情感和句法/语义指数。

对于神经影像测量，使用了功能性近红外光谱（fNIRS）技术。该技术类似于脑电图，但侵入性低于磁共振成像和其他方法，能够记录血红蛋白在不同脑区的动态变化。通过光源发出的光子束和头盔上的光电探测器，测量被血红蛋白吸收的光量，从而评估大脑活动。

Carollo解释说：“这是一种便携且轻便的技术；只需要一个小盒子、一对帽子和电缆。然后将其连接到笔记本电脑，就可以研究人类互动。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，让人们自由交谈和互动。”

研究团队的贡献前景广阔。

Esposito表示：“最佳方法似乎是跨学科的方法，整合情感内容和语义/句法信息。关于神经同步性的结果有许多有趣的含义。研究表明，情感和语言结构影响我们的对话以及引导我们互动的神经过程。这为研究人类互动开辟了新的途径。我们想到了父母与孩子之间的互动、伴侣、朋友或仅仅是偶然互动的陌生人之间的互动。”

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