211service.com
Domu lasīšana ar funkcionālo MRI
Zinātnieki var precīzi paredzēt, kurus no tūkstoš attēliem cilvēks skatās, analizējot smadzeņu darbību, izmantojot funkcionālo magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (fMRI). Šai pieejai vajadzētu noskaidrot, kā smadzenes apstrādā vizuālo informāciju, un kādu dienu to varētu izmantot sapņu rekonstrukcijai.
[Pētījums] liecina, ka uz fMRI balstīti smadzeņu darbības mērījumi satur daudz vairāk informācijas par pamatā esošajiem nervu procesiem, nekā tas tika novērtēts iepriekš, teikts. Džeks Galants , neirozinātnieks Kalifornijas universitātē Bērklijā un pētījuma vecākais autors.
FMRI nosaka asins plūsmu smadzenēs, sniedzot netiešu smadzeņu aktivitātes mērījumu. Lielākā daļa līdz šim veikto fMRI pētījumu ir izmantojuši šo tehnoloģiju, lai precīzi noteiktu smadzeņu daļas, kas iesaistītas dažādos izziņas uzdevumos, piemēram, seju lasīšanā vai atcerēšanā. Tomēr jaunajā pētījumā ir pieņemta jauna fMRI tendence: izmantot tehnoloģiju, lai analizētu neironu informācijas apstrādi. Izmantojot datoru modeļus, lai analizētu informāciju, kas iegūta no neironu darbības, zinātnieki var mēģināt novērtēt, kā neironu signāli tiek apstrādāti dažādās smadzeņu zonās un galu galā sapludināti, lai radītu vienotu uztveri. Pētnieki iepriekš ir izmantojuši šo pieeju, lai parādītu, ka daļu vizuālās informācijas var iegūt no smadzeņu attēlveidošanas datiem, piemēram, vai cilvēks skatās uz sejām vai mājām.
Saskaņā ar pētījumu, kas trešdien publicēts žurnāla tiešsaistes versijā Daba , zinātnieki vispirms apkopoja informāciju par to, kā smadzenes apstrādā attēlus, reģistrējot aktivitāti redzes garozā, kad subjekti aplūkoja vairākus tūkstošus nejauši atlasītu attēlu. Neironi šajā smadzeņu daļā reaģē uz konkrētiem vizuālās ainas aspektiem, piemēram, ļoti kontrastējošas gaismas un tumsas plankumu, tāpēc katrā smadzeņu skenēšanas apgabalā reģistrētā aktivitāte atspoguļo vizuālo informāciju, ko apstrādā neironi šajā apgabalā. smadzenes. Pētnieki apkopoja šo informāciju, lai izstrādātu datora modeli, kas prognozētu smadzeņu darbības modeli, ko izraisa jebkurš attēls.
Kad brīvprātīgajiem vēlāk tika parādīts jauns attēls, kas nebija iekļauts pirmajā komplektā, datormodelis spēja pareizi paredzēt, kuru attēlu no 120 vai 1000 iespējām cilvēks aplūkoja attiecīgi ar 90 vai 80 procentu precizitāti.
Viņi to var izdarīt ar pārsteidzošu precizitātes pakāpi, saka Frenks Tongs , neirozinātnieks Vanderbiltas Universitātē Nešvilā, TN, kurš nebija iesaistīts pētījumā. Cilvēkus pārsteigs tas, cik daudz vizuālas informācijas šie pētnieki spēja iegūt no smadzenēm.
Galants un viņa komanda plāno izmantot šo tehnoloģiju, lai labāk izprastu vizuālās sistēmas darbību, veidojot dažādu teoriju skaitļošanas modeļus un pēc tam pārbaudot to spēju interpretēt smadzeņu skenējumus. Vistiešākais veids, kā pārbaudīt teorijas par to, kā smadzenes pārveido informāciju, ir izmērīt, kāda informācija tiek glabāta dažādās cilvēka prāta daļās un kā tā mainās no struktūras uz struktūru, saka. Kens Normans , neirozinātnieks Prinstonas Universitātē, Ņūdžersijā, kurš nebija iesaistīts pētījumā. Viņš saka, ka līdzīgas metodes varētu būt noderīgas, lai noteiktu, kā šīs darbības notiek nepareizi cilvēkiem ar dažāda veida kognitīviem traucējumiem.
Šī pieeja varētu arī izgaismot kognitīvās parādības, kuras ir grūti pētīt, piemēram, uzmanību. Piemēram, kad cilvēks skatās uz slēpotāja attēlu kalnā, viņš var koncentrēties vai nu uz slēpotāju priekšplānā, vai uz kalna ainavu fonā. Tas, kā tieši tas notiek, ir galvenais atklātais jautājums kognitīvajā neirozinātnē. Neironu darbība un līdz ar to fMRI uztvertā informācija var mainīties atkarībā no tā, kur cilvēks koncentrē savu uzmanību. Tonga izstrādātie datoru modeļi ir parādījuši agrīnus panākumus, prognozējot, kur cilvēks koncentrē savu uzmanību, izmantojot līdzīgu pieeju.
Ilgtermiņā šo tehnoloģiju varētu izmantot, lai pētītu vēl īslaicīgākas parādības, piemēram, sapņošanu. Pašlaik nav zināms, vai tādi procesi kā sapņošana un iztēle tiek realizēti smadzenēs tādā veidā, kas ir funkcionāli līdzīgs uztverei, saka Galants. Ja tā ir, mūsu pētījumā izstrādātajām metodēm jābūt tieši piemērojamām.
Tomēr Galants un citi brīdina, ka tehnoloģija vēl nevar faktiski rekonstruēt no nulles to, ko cilvēks redz. Kamēr pētnieki strādā pie šīs iespējas, to lielā mērā ierobežo pašas fMRI izšķirtspēja. Pašreizējām smadzeņu skenēšanas ierīcēm ir aptuveni viena milimetra telpiskā izšķirtspēja, kas satur simtiem neironu, katrs reaģē uz dažādiem vizuālās informācijas bitiem.
Viens no provokatīvākajiem šāda veida domu lasīšanas tehnoloģijas potenciālajiem lietojumiem ir bijis melu noteikšana, piemēram, mēģinot tieši pēc smadzeņu darbības noteikt, vai aizdomās turamais atpazīst nozieguma vietas fotogrāfiju, kuru viņa apgalvo, ka nekad nav apmeklējusi. (Skatiet sadaļu Attēlveidošanas maldināšana smadzenēs.) Lielākā daļa neirozinātnieku uzskata, ka nav pietiekami daudz datu, lai noteiktu, vai šī ir uzticama melu noteikšanas metode, un Galants saka, ka viņa tehnoloģija, visticamāk, to vairs nepadarīs. Jebkuru smadzeņu lasīšanas ierīci, kuras mērķis ir atšifrēt saglabātās atmiņas, neizbēgami ierobežos ne tikai pati tehnoloģija, bet arī saglabātās informācijas kvalitāte.