Neurolodzy odtworzyli dynamiczne obrazy wizualne, które pojawiały się w głowie podczas oglądania losowo wybranych filmów. W przyszłości taka technologia pomoże lekarzom obserwować na ekranie halucynacje pacjentów, a bogatym ekscentrykom - przesyłać swoje sny na YouTube
Fantastyczny rezultat uzyskano na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley: badanym pokazano różne filmy z YouTube (fragmenty filmów, zwiastuny itp.), Podczas gdy aparat rezonansu magnetycznego szczegółowo rejestrował aktywność komórek w różnych częściach kory wzrokowej. Korzystając z tych informacji, naukowcy byli w stanie zrekonstruować oglądane klatki pod względem koloru i dynamiki (zobacz imponujący film na końcu materiału).
Jakość tych odzyskanych klipów może niektórym wydawać się nieistotna, ale jest nieporównywalnie lepsza i dokładniejsza niż to, co uzyskano „z głowy” osoby w pierwszym tego typu eksperymencie.
Naukowcy, którzy stworzyli nowy program rozpoznawania obrazów mentalnych, sami na zmianę działali jako podmioty eksperymentalne, ponieważ musieli spędzać jednocześnie wiele godzin wewnątrz tomografu.
Na początek naukowcy zarejestrowali obraz aktywności mózgu podczas oglądania kilku zwiastunów hollywoodzkich filmów. Biolodzy zbudowali komputerowy model 3D mózgu z grupami komórek (wokseli) i zarejestrowali, jak każdy woksel reaguje na zmiany kształtu i ruchu obiektów na ekranie. W ten sposób udało się uzyskać zgrubną zgodność między informacją wzrokową a procesem jej przetwarzania w korze mózgowej.
Aby przetestować i dopracować algorytm, naukowcy nakarmili go tysiącami godzin z milionów losowo nagranych filmów z tej samej usługi YouTube, uzyskując odwrotny skutek - symulowaną aktywność mózgu, którą można by zaobserwować, gdyby ktoś obejrzał te filmy.
Ujęcia z filmów, a po prawej - są takie same, ale wydobyte z głowy obserwatora
Film promocyjny:
Wreszcie algorytm został ponownie odwrócony. Kiedy ludzie oglądali film testowy w tomografie, komputer odebrał 100 fragmentów z Internetu, które najprawdopodobniej powodowały właśnie taki obraz aktywności komórki. Następnie, sekunda po sekundzie, program miksował klatki z tych klipów, uzyskując rozmyty film, który dobrze zbiegał się z tym, co osoba obserwowała w rzeczywistości.
(Szczegóły eksperymentu można znaleźć w artykule w Current Biology oraz w komunikacie prasowym uniwersytetu).
„W ten sposób otwieramy okno na kino, o którym myślimy” - mówi współautor filmu Jack Gallant. Nawiasem mówiąc, Gallant jest nam znany z doświadczenia w rozpoznawaniu za pomocą skanowania mózgu widzianych fotografii.
Naukowcy wyjaśniają, dlaczego rozpoznawanie umysłu za pomocą tomografii magnetycznej jest trudne do wdrożenia. Jednym z problemów jest to, że skaner rejestruje zmiany w przepływie krwi przez korę i zachodzą one znacznie wolniej niż zmieniają się sygnały nerwowe.
Dlatego wcześniej taką sztuczkę można było wykonać tylko za pomocą statycznych obrazów. „Rozwiązaliśmy ten problem, tworząc dwuetapowy model, który oddzielnie opisuje komórki nerwowe i sygnały przepływu krwi” - mówi Shinji Nishimoto, główny autor badania.
Praktyczne zastosowanie nowej technologii może zająć dziesięć lat. Ale już w tej surowej postaci jest w stanie pomóc neurofizjologom lepiej zrozumieć, co dzieje się w ludzkiej głowie.
Leonid Popov