Nauja technika sukuria vaizdus iš suvokimo smegenų veiklos
Toronto Scarborough universiteto neuromokslininkai sukūrė vaizdavimo techniką, kuri gali atkurti vaizdus to, ką žmonės suvokia pagal savo smegenų veiklą, surinktą EEG.
Konkrečiai, naujasis metodas gali skaitmeniniu būdu atkurti tiriamųjų matomus vaizdus, remiantis elektroencefalografijos (EEG) duomenimis.
„Kai ką pamatome, mūsų smegenys sukuria psichinį suvokimą, kuris iš esmės yra psichinis to daikto įspūdis. Mes sugebėjome užfiksuoti šį suvokimą naudodami EEG, kad gautume tiesioginę iliustraciją, kas vyksta smegenyse šio proceso metu “, - sako Danas Nemrodovas, Adrian Nestor laboratorijos podoktorantas.
Tyrimo metu bandomiesiems, pritvirtintiems prie EEG įrangos, buvo parodyti veidų vaizdai. Jų smegenų veikla buvo užfiksuota ir vėliau panaudota skaitmeniniam atkurti vaizdą subjekto galvoje, naudojant mašininio mokymosi algoritmais pagrįstą techniką.
Tai nėra pirmas kartas, kai mokslininkai sugebėjo atkurti vaizdus, pagrįstus regėjimo dirgikliais, naudodami neurografinius metodus, nes ankstesni tyrimai rekonstravo veido vaizdus iš funkcinio magnetinio rezonanso tomografijos (fMRI). Tačiau šis naujas tyrimas yra pirmasis, kuris naudoja EEG duomenis.
Nors tokie metodai kaip fMRI - matuojantys smegenų veiklą nustatant kraujotakos pokyčius - gali patraukti smulkesnę informaciją apie tai, kas vyksta konkrečiose smegenų srityse, EEG turi didesnį praktinį potencialą, atsižvelgiant į tai, kad jis yra labiau paplitęs, nešiojamas ir palyginti nebrangus.
EEG taip pat turi didesnę laiko skiriamąją gebą, o tai reiškia, kad ji gali išsamiai išmatuoti, kaip suvokimas vystosi laike iki milisekundžių, aiškina Nemrodovas.
„FMRI fiksuoja veiklą sekundžių laiko skalėje, tačiau EEG fiksuoja veiklą milisekundžių skalėje. Taigi labai smulkiai galime pamatyti, kaip veido suvokimas vystosi mūsų smegenyse naudojant EEG “, - sako jis. Tiesą sakant, tyrėjai galėjo įvertinti, kad mūsų smegenims prireikia maždaug 170 milisekundžių (0,17 sekundės), kad susidarytų geras mūsų matomo veido vaizdas.
Šis tyrimas patvirtina, kad EEG turi potencialą tokio tipo atvaizdų atkūrimo užrašams Nemrodovui, dėl kurio daugelis tyrinėtojų abejojo, ar įmanoma, atsižvelgiant į akivaizdžius jo apribojimus. Naudojant EEG duomenis atkuriant vaizdus, neurotechnologiniu požiūriu yra didelis teorinis ir praktinis potencialas, ypač todėl, kad jie yra palyginti nebrangūs ir nešiojami.
Kalbant apie tolesnius veiksmus, šiuo metu atliekamas bandymas, kaip atkurti vaizdą, pagrįstą EEG duomenimis, naudojant atmintį ir pritaikyti platesniam objektų ratui už veidų. Bet galų gale tai taip pat gali būti taikoma plačiai.
„Tai galėtų suteikti bendravimo priemonę žmonėms, kurie negali bendrauti žodžiu. Tai galėjo ne tik sukurti neuronų pagrindu rekonstruotą tai, ką žmogus suvokia, bet ir tai, ką jis prisimena ir įsivaizduoja, ką nori išreikšti “, - sako docentas Adrianas Nestoras.
"Tai taip pat galėtų būti naudojama teismo ekspertams, norint rinkti liudininkų informaciją apie galimus įtariamuosius, o ne pasikliauti eskizų atlikėjui pateiktais žodiniais aprašymais".
Tyrimas, kuris bus paskelbtas žurnale eNeuro, finansavo Kanados gamtos mokslų ir inžinerijos tyrimų taryba (NSERC) ir „Connaught New Researcher Award“ apdovanojimas.
"Kas tikrai įdomu, tai, kad rekonstruojame ne kvadratus ir trikampius, o tikrus žmogaus veido vaizdus, o tai apima daug smulkių vaizdinių detalių", - priduria Nestoras.
„Tai, kad mes galime rekonstruoti tai, ką kažkas patiria vizualiai, remdamiesi savo smegenų veikla, atveria daug galimybių. Tai atskleidžia subjektyvų mūsų proto turinį ir suteikia galimybę pasiekti, tyrinėti ir dalytis mūsų suvokimo, atminties ir vaizduotės turiniu “.
Šaltinis: Toronto universitetas
