Нова техника създава изображения от мозъчната активност на възприятията
Невролозите от университета в Торонто Скарбъроу са разработили образна техника, която може да възстанови образи на това, което хората възприемат въз основа на тяхната мозъчна активност, събрана от ЕЕГ.
По-конкретно, новият метод е в състояние да реконструира цифрово изображения, наблюдавани от тестваните субекти въз основа на данни от електроенцефалография (ЕЕГ).
„Когато видим нещо, мозъкът ни създава ментално възприятие, което по същество е ментално впечатление за това нещо. Успяхме да уловим това възприятие, използвайки ЕЕГ, за да получим директна илюстрация на случващото се в мозъка по време на този процес “, казва Дан Немродов, постдокторант в лабораторията на Адриан Нестор.
За проучването на изпитваните субекти, закачени на оборудване за ЕЕГ, бяха показани изображения на лица. Мозъчната им активност беше записана и след това използвана за цифрово пресъздаване на изображението в съзнанието на субекта, използвайки техника, базирана на алгоритми за машинно обучение.
Не за първи път изследователите успяват да реконструират изображения, базирани на визуални стимули, използвайки техники за невроизобразяване, тъй като предишни изследвания са реконструирали изображения на лицето от функционално ядрено-магнитен резонанс (fMRI). Това ново изследване обаче е първото, което използва данни за ЕЕГ.
Докато техники като fMRI - които измерват мозъчната активност чрез откриване на промени в кръвния поток - могат да вземат по-фини подробности за това, което се случва в определени области на мозъка, ЕЕГ има по-голям практически потенциал, тъй като е по-често срещан, преносим и евтин в сравнение.
ЕЕГ има и по-голяма временна разделителна способност, което означава, че може да измерва с детайли как се развива възприятието във времето до милисекунди, обяснява Немродов.
„FMRI улавя активност във времева скала от секунди, но ЕЕГ улавя активност в милисекундна скала. Така че можем да видим с много фини подробности как възприятието за лице се развива в мозъка ни с помощта на ЕЕГ “, казва той. Всъщност изследователите успяха да преценят, че на мозъка ни са необходими около 170 милисекунди (0,17 секунди), за да формира добро представяне на лице, което виждаме.
Това проучване дава потвърждение, че ЕЕГ има потенциал за този тип бележки за реконструкция на изображението Nemrodov, нещо, което много изследователи се съмняваха, че е възможно предвид очевидните му ограничения. Използването на ЕЕГ данни за реконструкция на изображения има голям теоретичен и практически потенциал от невротехнологична гледна точка, особено след като е относително евтин и преносим.
По отношение на следващите стъпки в момента се работи за тестване как реконструкцията на изображението въз основа на ЕЕГ данни може да се извърши с помощта на памет и да се приложи към по-широк кръг от обекти извън лица. Но в крайна сметка може да има и широко клинично приложение.
„Това би могло да осигури средство за комуникация за хора, които не могат да говорят устно. Не само би могло да доведе до невронна реконструкция на това, което човек възприема, но и на това, което си спомня и си представя, на това, което иска да изрази “, казва асистент Адриан Нестор.
„Може да има и криминалистична употреба за прилагане на закона при събиране на информация на очевидци за потенциални заподозрени, вместо да разчита на устни описания, предоставени на скица.“
Изследването, което ще бъде публикувано в списанието eNeuro, се финансира от Канада (NSERC) по природни науки и инженерни изследвания и от награда Connaught New Researcher.
„Това, което наистина е вълнуващо, е, че не реконструираме квадрати и триъгълници, а действителни изображения на лицето на човек и това включва много фини зрителни детайли“, добавя Нестор.
„Фактът, че можем да възстановим това, което някой преживява визуално въз основа на мозъчната си дейност, отваря много възможности. Той разкрива субективното съдържание на нашия ум и осигурява начин за достъп, изследване и споделяне на съдържанието на нашето възприятие, памет и въображение. "
Източник: Университет в Торонто
