https://frosthead.com

Novo istraživanje donosi znanstvenicima jedan korak bliže razumu čitanja

Zločin se događa, a postoji svjedok. Umjesto umjetnika za crtanje koji je crtao portret osumnjičenog na temelju verbalnih opisa, policija je pričvrstila svjedoka do EEG-ove opreme. Od svjedoka se traži da slika počinitelja, a iz podataka EEG-a pojavi se lice.

Iako ovaj scenarij postoji samo u sferi znanstvene fantastike, novo istraživanje sa Sveučilišta u Torontu Scarborough dovodi ga korak bliže stvarnosti. Znanstvenici su koristili EEG-ove podatke ("moždani valovi") za rekonstrukciju slika lica prikazanih subjektima. Drugim riječima, pomoću EEG-a koriste se za uvid u ono što subjekt vidi.

Je li pamet čitati? Nekako.

Kad nešto vidimo, naš mozak stvara mentalni dojam ili "percepciju" stvari. U istraživanju su istraživači spojili 13 subjekata na EEG opremu i pokazali im slike ljudskih lica. Subjekti su vidjeli jedno sretno lice i jedno neutralno lice za 70 različitih jedinki, za ukupno 140 slika. Lica su trepnula po zaslonu u djeliću sekunde. Snimljene moždane aktivnosti, pojedinačni podaci i zbirni podaci iz svih predmeta, zatim su korišteni za rekreiranje lica pomoću strojnog učenja. Rekonstruirane slike su zatim uspoređene s izvornim slikama. Skupni podaci dali su točnije rezultate, ali su i pojedinačni podaci bili točniji od slučajnih slučajnosti.

Prije toga, znanstvenici su rekonstruirali slike koristeći podatke s funkcionalnog slikanja magnetskom rezonancom (fMRI). Dio ovog istraživanja proveden je na Sveučilištu Toronto Scarborough, u istom laboratoriju. Drugi nedavni rad uključivao je implantaciju elektroda u mozak makaka kako bi naučili kako neuroni reagiraju kada majmuni gledaju lica, što znanstvenicima omogućuje bolje razumijevanje kako ljudi stvaraju slike lica.

"Ono što trenutnu studiju čini posebnim jest to što je rekonstrukcija kod ljudi dobijena relativno jeftinim i uobičajenim alatom poput EEG-a", kaže Dan Nemrodov, postdoktorski suradnik u UT Scarborough koji je razvio tu tehniku. Istraživanje je nedavno objavljeno u časopisu eNeuro .

Lica-rekonstrukcije-upotrebom-EEG.jpg (Lijevo) Lica prikazana subjektima, (Desna) Rekonstrukcije lica pomoću AI (Dan Nemrodov i dr. / Univerzitet u Torontu, Scarborough)

EEG je u stanju uhvatiti vizualne percepcije dok se razvijaju, kaže Nemrodov, dok fMRI bilježi vrijeme mnogo lošije. Istraživači su mogli koristiti EEG tehniku ​​kako bi procijenili da je mozgu potrebno 170 milisekundi (0, 17 sekundi) da bi napravili prikaz lica koje vidimo. Tim se nada da bi se njihova metoda mogla koristiti zajedno s fMRI tehnikama za još precizniju rekonstrukciju.

Nemrodov naglašava da je tehnika u studiji koristila percipirane podražaje. Drugim riječima, rekonstruirala je ono što subjekti vide, a ne ono što misle.

No tim sada proučava mogu li se rekonstruirati slike iz sjećanja ili mašte.

„[Ovo] bi otvorilo brojne mogućnosti počevši od forenzičke medicine, poput rekonstrukcije izgleda ljudi koje svjedoci vide na temelju njihovog mozga, do neverbalnih vrsta komunikacije za osobe s oslabljenom sposobnošću komuniciranja, do integracije ovih sustava kao dijelova pametno-računalno sučelje u profesionalne i zabavne svrhe ", kaže Nemrodov.

Za ljude koji ne znaju govoriti, tehnika bi im potencijalno mogla omogućiti da se izraze pokazujući slike onoga što opažaju, pamte ili zamišljaju. Slike sumnjivih teoretski bi mogle biti preciznije. Istraživanje bi također moglo dati razumijevanja o tome kako mozak vidi lica koja bi mogla pomoći ljudima s urođenom prosopagnozijom, obično poznatom kao sljepoća lica. Osobe s ovim stanjem nisu u stanju prepoznati lica, ma koliko poznavala.

Unatoč znanstvenofantastičnom istraživanju, Nemrodov kaže da ne bismo trebali biti zabrinuti zbog zlokobnih, distopijskih upotreba.

„Malo je razloga za pretpostavku da ćemo moći čitati misli ljudi protiv njihove volje pomoću naše metode“, kaže on. "Kako bismo postigli točne rezultate, oslanjamo se na suradnju sudionika u obraćanju pozornosti na predstavljene podražaje."

Postoje etička pitanja kada je riječ o korištenju skeniranja mozga za reprodukciju slika, kaže Jack Gallant, kognitivni neuroznanstvenik sa Sveučilišta u Berkeleyu u Kaliforniji. Ali ta pitanja neće biti relevantna dok sučelja za dekodiranje moždanih valova ne budu mnogo naprednija. Da bismo rekonstrukciju slike učinili korisnim alatom za gotovo sve, potreban nam je uređaj koji je prenosiv i može se mjeriti u visokoj rezoluciji, bilježeći i prostorne i vremenske dimenzije.

"Ne znamo kada će takav uređaj postati dostupan", kaže Gallant. "Da smo znali kako tu stvar graditi, već bismo je gradili."

Novo istraživanje donosi znanstvenicima jedan korak bliže razumu čitanja