客观日本

日本东北大学通过细胞分泌的“外泌体”解读沟通密码

2023年10月11日 生物医药

日本东北大学筒井健一郎教授等人组成的研究团队正在尝试通过分析大脑和身体的数据来解读数据产生时的情感,并将其应用于人际交流。除了分析脑电波和自主神经系统的活动外,还通过两种方法来解读各种细胞排出的体液中的微小粒子“外泌体”。 研究团队希望能构建起定量测量系统,并在2050年通过机器人学和虚拟现实(VR)等设备实现广泛应用。

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该系统被命名为“自在翻译机”,旨在应用于日常沟通。

该系统由解读人情感的解读功能和将解读到的信息传达给对方的表达功能组成。如果能够有效地量化情感并传达出去,那么就有望将该技术广泛应用于语言无法充分表达时的沟通以及与难以表达自己意思的婴幼儿进行沟通。

以东北大学筒井教授为首的神经科学领域与东京大学的分子生命科学、机器人工学的研究人员正在致力于实现这一目标。负责研究伦理和隐私保护的专家也加入了该团队。

该系统具体是如何解读情感的呢?主要利用了脑部活动状态以及心率和血压等生理活动数据来进行实时状态的评估。

作为中长期指标,研究人员将重点放在“外泌体”上。针对睡眠不足或情绪低落等日常生活中存在的情感,计划通过血液等采集的体液情况进行测定。

外泌体是各种细胞释放到体液中的微粒子,包含蛋白质和基因信息,被认为在细胞间的信息传递中起着重要作用,也有观点指出其与大脑功能有关。然而,关于外泌体的功能仍有许多未知之处。研究团队认为,如果能够揭示它与大脑的关系,将成为解读复杂情感的关键。

将评估后的情感通过表达机器传达给对方。除了语言以外,研究团队还考虑通过声音的重复和颜色的变化来传达情感。计划结合非语言的方法来可视化情感。此外还计划让人工智能(AI)根据个人信息和性格特征来判断情感的表达方式。

研究团队在进行基础研究的同时也在推进社会应用方面的工作。具体来说,将该系统应用于广泛普及平板电脑的小学和初中的教育的现场。验证该技术是否有助于学生和教师之间的沟通。

研究团队制定的计划表如下:2027年完成原型设计,2032年建立定量方法。短期策略是利用通过带有健康管理功能的智能手表等流行部件来实现个性化定制。

对于相对复杂的外泌体分析中所用到的体液的收集和分析,将通过定期维护和改进有效利用。筒井教授表示,目标是在2050年超越现有的智能手机和VR设备等硬件,实现在任何设备上都能使用该系统。

隐私保护,不可或缺

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如果研究团队的目标——“自在翻译机”得以实现,将通过非语言介入的方式为难以参与社会活动的人提供更多可能性。对社会实际应用的研究可以从对发育性残疾人提供沟通帮助开始,但后续也可以将帮助对象扩展到那些由于脑部障碍而难以开口表达的人。

同时有助于扩大身体的延展性。通过作为分身的机器人进行对话,可能会提高对话表达的清晰度。筒井教授指出:“关键在于沟通时可以调整信息量的多少。”

然而,最大的课题仍然是伦理道德和隐私问题。正确地传达感情的意思当然也包括不想让别人知道的感情不会传达给对方的安全性。必须在不断改进技术的同时,始终保持对伦理道德的高度重视。

筒井教授表示:“必须确保用户在没有负担的情况下选择情感的表达方式。”此次,东北大学哲学系的研究人员也参与制定了“自在翻译机”的操作指南,包括了2023年版和2050年版两种方案。既然涉及到对人的情感的处理,就必须进行详细的制度设计和运用。

日文:前田悠太、《日经产业新闻》、2023/9/22
中文:JST客观日本编辑部