Capacitatea de a controla gândurile într-o formă sau alta a fost folosită pe scară largă de către autorii a numeroase romane de science-fiction. Dar recent, vizualizarea imaginilor mentale a încetat să mai aparțină tărâmului fanteziei.
La începutul anilor 2000, fMRI a fost utilizat pentru a face primele încercări de "retinotopie inversă" (retinotopia este o proiecție ordonată a retinei pe zona vizuală a scoarței cerebrale). La început, încercările au fost destul de timide: subiecților li s-au arătat imagini și au luat simultan date despre activitatea diferitelor regiuni ale creierului folosind RMN-ul. După ce au colectat statisticile necesare, cercetătorii au încercat să rezolve problema inversă - pentru a ghici ce privește o persoană folosind harta activității creierului.
În imagini simple, unde rolul principal l-a jucat orientarea spațială, locația obiectelor sau categoria lor, totul a funcționat destul de bine, dar era încă foarte departe de „telepatia tehnică”. Dar, în 2008, oamenii de știință de la Institutul de Neuroștiințe de la Universitatea din California din Berkeley, conduși de profesorul de psihologie Jack Gallant, au încercat să facă acest truc cu fotografii. Au împărțit zona studiată a creierului în elemente mici - voxele (elemente 3D) - și au urmărit activitatea lor în timp ce subiecților (în rolul lor au fost jucate de doi autori ai lucrării) li s-au arătat 1.750 de fotografii diferite.
Pe baza acestor date, oamenii de știință au construit un model de computer, pe care l-au „instruit” arătând alte 1000 de fotografii și primind 1000 de tipare de activare voxel diferite ca ieșire. S-a dovedit că, arătând subiecților aceleași 1000 de fotografii și comparând tiparele preluate din creierul lor cu cele prevăzute de computer, este posibil cu o precizie destul de mare (până la 82%) să se stabilească ce fotografie se uită la o persoană.
Video promotional:
Imagini în mișcare
În 2011, o echipă de cercetători condusă de același profesor Gallant de la Universitatea California din Berkeley a obținut rezultate semnificativ mai interesante. Arătând subiecților 7.200 de secunde de clipuri de film „de formare”, cercetătorii au studiat activitatea mai multor voxeli cerebrale folosind RMN-ul. Dar aici se confruntă cu o problemă gravă: fMRI reacționează la absorbția oxigenului de către țesuturile creierului - hemodinamica, care este un proces mult mai lent decât modificările semnalelor nervoase. Nu contează foarte mult să studiezi reacția la imaginile statice - o fotografie poate fi afișată timp de câteva secunde, dar cu videoclipuri dinamice apar probleme grave. Prin urmare, oamenii de știință au creat un model în două etape,care leagă hemodinamica lentă și procesele neuronale rapide de percepție vizuală.
După ce au construit un model computerizat inițial al „răspunsului” creierului la diverse videoclipuri, cercetătorii l-au instruit folosind 18 milioane de videoclipuri de o secundă selectate aleatoriu de pe YouTube. Apoi, subiecților li s-au arătat filme „test” (altele decât cele de „antrenament”), studiind activitatea creierului folosind fMRI, iar computerul a selectat dintre aceste 18 milioane de sute de clipuri care au provocat cel mai apropiat model de activitate, după care a realizat imaginea de pe aceste clipuri și a produs „media”. rezultat . Corelația (coincidența) dintre imaginea pe care o vede persoana și cea generată de computer a fost de aproximativ 30%. Dar pentru prima „citire a minții” acesta este un rezultat foarte bun.
Dormi în mână
Dar realizările cercetătorilor japonezi de la Laboratorul de Neuroștiință al Institutului de Cercetări în Telecomunicații de la Kyoto, Institutul de Știință și Tehnologie din Nara și Institutul Național de Tehnologie a Informației și Comunicării din Kyoto par a fi mult mai semnificative. În mai 2013, au publicat decodarea Neurală a imaginilor vizuale în timpul somnului în știință. Da, oamenii de știință au învățat să viseze. Mai exact, nu pentru a vedea, ci pentru a spiona!
Există mai multe moduri de a „vedea” ce se întâmplă în creierul unei persoane vii. Electroencefalografia (EEG) utilizează măsurători ale potențialelor electrice slabe la suprafața scalpului, în timp ce magnetoencefalografia (MEG) înregistrează câmpuri magnetice foarte slabe. Aceste metode vă permit să urmăriți activitatea electrică totală a creierului cu o rezoluție temporală ridicată (unități de milisecunde). Tomografia cu emisie de pozitroni (PET) vă permite să vedeți activitatea unor zone specifice ale creierului care lucrează urmărind substanțe preinjectate care conțin izotopi radioactivi. Metoda de imagistică funcțională prin rezonanță magnetică (fMRI) se bazează pe faptul că oxihemoglobina din sângele care transportă oxigenul către țesuturi diferă prin proprietățile sale magnetice de deoximhemoglobina care a renunțat deja la oxigen. FMRI poate fi utilizat pentru a vedea zonele active ale creieruluiabsorbant de oxigen. Rezoluția spațială a acestei metode este milimetrică, iar cea temporală - de ordinul fracțiilor de secundă.
Înregistrând semnale ale activității creierului folosind RMN, trei subiecți au fost treziți (de aproximativ 200 de ori) în stadii de somn superficial și au fost solicitați să descrie conținutul ultimului vis. Categoriile cheie au fost identificate din rapoarte, care, folosind baza de date lexicală WordNet, au fost combinate în grupuri de termeni similari semetici (sinetset), organizați în structuri ierarhice. Datele FMRI (cu nouă secunde înainte de trezire) au fost sortate prin sincetonă. Pentru a antrena modelul de recunoaștere, subiecților trezi au fost afișate imagini din baza de date ImageNet corespunzătoare sintezelor și a fost studiată o hartă a activității creierului în cortexul vizual. După aceea, computerul a putut să prezică cu o probabilitate de 60-70% ceea ce o persoană vede într-un vis bazat pe activitatea diferitelor regiuni ale creierului. Acest lucru, întâmplător, indică astacă o persoană visează să folosească aceleași zone ale cortexului vizual care sunt utilizate pentru vederea normală de veghe. Tocmai de aceea vedem visuri deloc, oamenii de știință încă nu pot spune.
Dmitry Mamontov
