Подробности на картата Как мозъкът организира визуални данни

Учени от Калифорнийския университет, Бъркли, откриха, че мозъкът е свързан, за да постави в различни категории хилядите изображения, които виждаме всеки ден.Те са създали интерактивна карта на това как мозъкът организира тези групировки.

Картата, постигната чрез изчислителни модели на данните за изображения на мозъка, събрани, докато доброволците са гледали часове филмови клипове, е това, което изследователите наричат ​​„непрекъснато семантично пространство“.

Някои връзки между категориите имат смисъл, като хората и животните споделят един и същ „семантичен квартал“, докато други са по-малко очевидни, като коридори и кофи, отбелязват изследователите.

„Нашите методи отварят врата, която бързо ще доведе до по-пълно и подробно разбиране за това как е организиран мозъкът. Вече изглежда, че нашият онлайн преглед на мозъка предоставя най-детайлния поглед на визуалната функция и организацията на един човешки мозък “, каза Александър Хът, докторант по неврология в UC Berkeley и водещ автор на изследването, публикувано в списанието Неврон.

По-ясното разбиране на това как мозъкът организира визуалния вход може да помогне при медицинската диагностика и лечението на мозъчни разстройства, според изследователя.

Тези открития могат да се използват и за създаване на интерфейси мозък-машина, особено за лица и други системи за разпознаване на изображения, добави той. Наред с други неща, те биха могли да подобрят способността на системата за самопроверка на хранителни магазини да разпознава различни видове стоки.

„Нашето откритие предполага, че сканирането на мозъка скоро може да се използва за етикетиране на изображение, което някой вижда, и може също да помогне да се научат компютрите как да разпознават по-добре изображенията“, каза Хът, който създаде видео и интерактивен уебсайт, за да обясни науката за това какво установиха изследователите.

Отдавна се смята, че всяка категория обект или действие, което хората виждат - хора, животни, превозни средства, домакински уреди и движения - е представена в отделен регион на зрителната кора, отбеляза Хът. В това последно проучване изследователите от UC Berkeley установяват, че тези категории всъщност са представени във високо организирани, припокриващи се карти, които обхващат до 20% от мозъка, включително соматосензорните и фронталните кортикали.

Учените са регистрирали мозъчната активност на петима изследователи чрез функционално ядрено-магнитен резонанс (fMRI), докато всеки е гледал по два часа филмови клипове. Мозъкът сканира измерен кръвен поток на хиляди места в мозъка.

След това изследователите използваха регуларизиран анализ на линейната регресия, който намира корелации в данните, за да изградят модел, показващ как всяко от приблизително 30 000 местоположения в кората реагира на всяка от 1700 категории обекти и действия, наблюдавани във филмовите клипове. След това те използваха анализ на основните компоненти, статистически метод, който може да обобщи големи масиви от данни, за да се намери „семантичното пространство“, което беше общо за всички изследвани субекти.

Резултатите са представени в многоцветни, многомерни карти, показващи повече от 1700 визуални категории и техните взаимоотношения помежду си. Категориите, които активират едни и същи мозъчни области, имат сходни цветове, посочиха изследователите. Например, хората са зелени, животните са жълти, превозните средства са розови и виолетови, а сградите са сини.

„Използвайки семантичното пространство като инструмент за визуализация, веднага видяхме, че категориите са представени в тези невероятно сложни карти, които покриват много повече от мозъка, отколкото очаквахме“, каза Хът.

Източник: Калифорнийски университет, Бъркли