Kompiuteriai raides gali nuskaityti tiesiai iš žmonių smegenų

Smegenų procesus tiriantys mokslininkai fMRI skenerius daugiausiai naudoja norėdami nustatyti kokios smegenų sritys yra aktyviausios tiriamiesiems atliekant tam tikras užduotis. Šių skenerių pateikiamas „atsakymas“ yra ganėtinai paprastas: sritis veikia arba ne. Radboud universiteto Donders smegenų, kognicijos ir elgsenos instituto mokslininkų grupė žengė šiek tiek toliau – jie fMRI skenerio duomenis panaudojo siekiant nustatyti, į ką žiūri tiriamasis.

Mokslininkai matematinį modelį „išmokė“ pagal erdvinių taškų, kurių dydis yra 2x2x2 mm (vokselių) aktyvavimąsi suprasti, į kokius plokštumos pikselius žiūri tiriamasis. Modeliui suderinus informaciją, susiejančią vokselius ir pikselius, tapo įmanoma pagal smegenų aktyvumo žemėlapį rekonstruoti vaizdus, į kuriuos žiūri tiriamieji. Tiesa, rezultatas nėra aiškus vaizdas – daugiau tai primena nestipriai išsiliejusių taškų kratinį. Savo eksperimente mokslininkai tiriamiesiems rodė ranka užrašytas raides.

„Po to padarėme šį tą iki tol visai nebandyto. Modeliui suteikėme išankstinių žinių: parodėme jam kaip iš tiesų atrodo raidės. Tai stipriai pagerino raidžių atpažinimą. Modelis palygina raides siekiant nustatyti, kuri iš jų geriausiai atitinka tą išsiliejusį vaizdą, o tuomet pritraukia rezultatus prie geriausiai juos atitinkančios raidės. Tokiu būdu rezultatas būdavo tikra raidės rekonstrukcija“, - sakė tyrimo vadovas Marcelis van Gervenas.

„Mūsų taikomas metodas, kaip suprantame, yra panašus į tą, kuriuo pačiuos smegenys kombinuoja išankstines žinias su sensorine informacija. Pavyzdžiui, šio straipsnio brūkšniukus ir kringelius atpažinsite kaip raides tik tuo atveju, jei mokate skaityti. Būtent to mes ir siekiame: modelio, kuris realistiškai atitiktų tai, kas vyksta smegenyse. Tikimės savo modelius patobulinti tiek, kad galėtume juos taikyti darbinei atminčiai ar subjektyvioms patirtims - pavyzdžiui, sapnams, įsivaizduojamiems dalykams. Jų rekonstrukcijos parodytų, ar sukurtas modelis yra artimas realiam smegenų veikimui“, - sakė mokslininkas.

Olandijos neurologai ateityje ketina pasinaudoti galingesni MRI skeneriu. „Padidinus skenerio raišką galėsime modelį taikyti detalesniems vaizdams. Dabar raides siejame su 1200 smegenų vokselių, o su galingesniu skeneriu galėsime veidų nuotraukas sieti su 15 000 vokselių“, - sakė projekto mokslininkė Sanne Schoenmakers.

Straipsnis, aprašantis mokslininkų darbą, bus publikuotas recenzuojamame leidinyje „Neuroimage“, pradinę straipsnio versiją galima perskaityti internete.