Nová technika vytváří obrázky z mozkové aktivity vnímání
Neurologové z University of Toronto Scarborough vyvinuli zobrazovací techniku, která dokáže rekonstruovat obrazy toho, co lidé vnímají na základě jejich mozkové aktivity shromážděné EEG.
Nová metoda je konkrétně schopna digitálně rekonstruovat obrazy viděné testovanými subjekty na základě dat elektroencefalografie (EEG).
"Když něco vidíme, náš mozek vytváří mentální vjem, což je v podstatě mentální dojem této věci." Byli jsme schopni zachytit tento vjem pomocí EEG, abychom získali přímou ilustraci toho, co se děje v mozku během tohoto procesu, “říká Dan Nemrodov, postdoktorand v laboratoři Adriana Nestora.
Pro tuto studii byly testovaným subjektům připojeným k EEG zařízení zobrazeny obrazy tváří. Jejich mozková aktivita byla zaznamenána a poté použita k digitálnímu opětovnému vytvoření obrazu v mysli subjektu pomocí techniky založené na algoritmech strojového učení.
Není to poprvé, co vědci dokázali rekonstruovat obrazy na základě vizuálních podnětů pomocí neuroimagingových technik, protože předchozí výzkumy rekonstruovaly obrazy obličeje z funkčního zobrazování pomocí magnetické rezonance (fMRI). Tento nový výzkum je však první, který používá data EEG.
Zatímco techniky jako fMRI - které měří mozkovou aktivitu detekcí změn průtoku krve - mohou zachytit jemnější podrobnosti o tom, co se děje v konkrétních oblastech mozku, EEG má větší praktický potenciál, protože je ve srovnání běžnější, přenosnější a levnější.
EEG má také větší časové rozlišení, což znamená, že může detailně měřit, jak se vjem vyvíjí v čase až na milisekundy, vysvětluje Nemrodov.
„FMRI zachycuje aktivitu v časovém měřítku sekund, ale EEG zachycuje aktivitu v milisekundovém měřítku. Takže můžeme velmi podrobně vidět, jak se pomocí EEG rozvíjí vnímání tváře v našem mozku, “říká. Vědci ve skutečnosti dokázali odhadnout, že vytvoření našeho dobrého představení tváře, kterou vidíme, trvá asi 170 milisekund (0,17 sekundy).
Tato studie poskytuje ověření, že EEG má potenciál pro tento typ rekonstrukce obrazu, poznamenává Nemrodov, o čemž mnoho vědců pochybovalo, že je možné vzhledem k jeho zjevným omezením. Použití dat EEG k rekonstrukci obrazu má velký teoretický a praktický potenciál z neurotechnologického hlediska, zejména proto, že je relativně levný a přenosný.
Pokud jde o další kroky, v současné době probíhají práce na testování, jak by bylo možné provést rekonstrukci obrazu založenou na datech EEG pomocí paměti a aplikovat na širší škálu objektů mimo tváře. Ale nakonec by to mohlo mít také široké klinické použití.
"Mohlo by to poskytnout komunikační prostředek pro lidi, kteří nejsou schopni verbálně komunikovat." Mohlo by to přinést nejen neurální rekonstrukci toho, co člověk vnímá, ale také toho, co si pamatuje a představuje, toho, co chce vyjádřit, “říká odborný asistent Adrian Nestor.
"Mohlo by to také mít forenzní využití pro vymáhání práva při shromažďování informací očitých svědků o potenciálních podezřelých, místo aby se spoléhalo na slovní popisy poskytované umělci skic."
Výzkum, který bude publikován v časopise eNeuro, byl financován Kanadskou radou pro přírodní vědy a inženýrský výzkum (NSERC) a cenou Connaught New Researcher Award.
"Opravdu vzrušující je, že nerekonstruujeme čtverce a trojúhelníky, ale skutečné obrazy tváře člověka, a to vyžaduje mnoho jemných vizuálních detailů," dodává Nestor.
"Skutečnost, že můžeme rekonstruovat to, co někdo zažívá vizuálně na základě jeho mozkové činnosti, otevírá spoustu možností." Odkrývá subjektivní obsah naší mysli a poskytuje způsob přístupu, prozkoumání a sdílení obsahu našeho vnímání, paměti a představivosti. “
Zdroj: University of Toronto
