Neurotieteilijät ovat luoneet uudet dynaamiset visuaaliset kuvat, jotka ilmestyivät päähän katsomalla satunnaisesti valittuja videoita. Tulevaisuudessa tällainen tekniikka auttaa lääkäreitä seuraamaan potilaiden hallusinaatioita näytöllä, ja rikkaat eksentrikot - lataamaan unelmansa YouTubeen
Berkeleyn Kalifornian yliopistossa saavutettiin fantastinen tulos: koehenkilöille osoitettiin erilaisia videoita YouTubesta (elokuvien, trailereiden fragmentit jne.), Kun taas magneettikuvausskanneri tallensi yksityiskohtaisesti solujen toiminnan visuaalisen aivokuoren eri osissa. Tätä tietoa käyttämällä tutkijat pystyivät rekonstruoimaan katsotut kehykset väriltään ja dynamiikalla (katso vaikuttava video materiaalin lopussa).
Näiden talteen otettujen leikkeiden laatu voi tuntua merkityksettömältä joillekin, mutta se on verrattain parempi ja tarkempi kuin mitä saatiin ihmisen "päästä" ensimmäisessä tämän tyyppisessä kokeessa.
Uuden mielenkuvien tunnistamisohjelman luoneet tutkijat toimivat vuorotellen kokeellisina aiheina, koska heidän oli vietettävä useita tunteja kerrallaan tomografin sisällä.
Aluksi tutkijat tallensivat kuvan aivojen toiminnasta katsellessaan useita Hollywood-elokuvien trailereita. Biologit ovat rakentaneet aivojen 3D-tietokonemallin soluryhmien (vokselien) kanssa ja kuvanneet kuinka kukin vokseli reagoi näytön esineiden muodon ja liikkumisen muutoksiin. Siten oli mahdollista saada karkea vastaavuus visuaalisen informaation ja sen käsittelyprosessin välillä aivokuoressa.
Algoritmin testaamiseksi ja hienosäätöön tutkijat ruokkivat häntä tuhansia tunteja miljoonista satunnaisesti otetuista videoista samasta YouTube-palvelusta, saaden päinvastaisen tuloksen - simuloidun aivoaktiivisuuden, jota seurataan, jos henkilö katselee näitä videoita.
Videoiden kehykset ja oikealla - ne ovat samoja, mutta otettu tarkkailijan päästä
Mainosvideo:
Lopuksi algoritmi käännettiin uudelleen. Kun ihmiset katsoivat testivideota tomografissa, tietokone poimi verkosta 100 leikettä, jotka todennäköisimmin aiheuttivat juuri sellaisen kuvan solutoiminnasta. Sitten, sekunnin välein, ohjelma sekoitti kehyksiä näistä leikkeistä, jolloin saatiin epäselvä tulos, joka vastasi hyvin sitä, mitä henkilö havaitsi todellisuudessa.
(Yksityiskohdat kokeesta löytyvät artikkelissa Current Biology ja yliopiston lehdistötiedotteessa.)
"Näin avaamme ikkunan elokuvateatterille, joka mielessämme menee", sanoo avustaja Jack Gallant. Muuten, Gallant tunnetaan meille kokemuksestaan tunnustamisen avulla aivojen skannaamalla nähtyjä valokuvia.
Tutkijat selittävät, miksi mielen tunnistusta magneettisen tomografian avulla on vaikea toteuttaa. Yksi ongelmista on, että skanneri rekisteröi verenvirtauksen muutokset aivokuoren läpi, ja ne tapahtuvat paljon hitaammin kuin hermosignaalit muuttuvat.
Siksi aikaisemmin tällainen temppu voitiin suorittaa vain staattisilla kuvilla. "Ratkaisimme tämän ongelman luomalla kaksivaiheisen mallin, joka kuvaa erikseen hermosolut ja verenvirtaussignaalit", kertoo tutkimuksen pääkirjailija Shinji Nishimoto.
Uuden tekniikan käytännöllinen käyttöönotto voi viedä vuosikymmenen. Mutta jo tällä raakamuodolla se voi auttaa neurofysiologia ymmärtämään paremmin ihmisen pään tapahtumia.
Leonid Popov