Nova tehnika stvara slike iz aktivnosti mozga percepcija
Neuroznanstvenici sa Sveučilišta u Torontu Scarborough razvili su tehniku snimanja koja može rekonstruirati slike onoga što ljudi opažaju na temelju njihove moždane aktivnosti prikupljene EEG-om.
Točnije, nova metoda može digitalno rekonstruirati slike koje su ispitanici vidjeli na temelju podataka elektroencefalografije (EEG).
„Kad nešto vidimo, naš mozak stvara mentalni percepciju, što je u osnovi mentalni dojam te stvari. Uspjeli smo uhvatiti ovo opažanje pomoću EEG-a kako bismo izravno ilustrirali što se događa u mozgu tijekom ovog procesa ", kaže Dan Nemrodov, postdoktorand u laboratoriju Adriana Nestora.
Za ispitivanje, ispitanicima priključenim na EEG opremu prikazane su slike lica. Njihova moždana aktivnost zabilježena je, a zatim korištena za digitalno ponovno stvaranje slike u umu ispitanika pomoću tehnike koja se temelji na algoritmima strojnog učenja.
Nije prvi put da istraživači mogu rekonstruirati slike na temelju vizualnih podražaja pomoću tehnika neuroimaginga, jer su prethodna istraživanja rekonstruirala slike lica iz funkcionalne magnetske rezonancije (fMRI). Ovo novo istraživanje, međutim, prvo je koje koristi EEG podatke.
Iako tehnike poput fMRI - koje mjere aktivnost mozga otkrivanjem promjena u protoku krvi - mogu dohvatiti preciznije detalje o onome što se događa u određenim dijelovima mozga, EEG ima veći praktični potencijal s obzirom na to da je u usporedbi s tim češći, prenosiv i jeftin.
EEG također ima veću vremensku rezoluciju, što znači da može detaljno izmjeriti kako se percept razvija u vremenu sve do milisekundi, objašnjava Nemrodov.
“FMRI bilježi aktivnost u vremenskoj skali od sekundi, ali EEG bilježi aktivnost u milisekundnoj skali. Tako možemo vrlo precizno vidjeti kako se percepcija lica razvija u našem mozgu pomoću EEG-a “, kaže. Zapravo su istraživači uspjeli procijeniti da našem mozgu treba oko 170 milisekundi (0,17 sekundi) da stvori dobru predstavu lica koje vidimo.
Ova studija daje potvrdu da EEG ima potencijal za ovu vrstu rekonstrukcije slike, napominje Nemrodov, što su mnogi istraživači sumnjali da je moguće s obzirom na njegova očigledna ograničenja. Korištenje EEG podataka za rekonstrukciju slike ima velik teorijski i praktični potencijal s neurotehnološkog stajališta, pogotovo jer je relativno jeftin i prenosiv.
Što se tiče sljedećih koraka, trenutno je u tijeku rad na ispitivanju kako se rekonstrukcija slike na temelju EEG podataka može obaviti pomoću memorije i primijeniti na širi raspon objekata izvan lica. Ali na kraju bi mogao imati i široku kliničku primjenu.
„Mogao bi pružiti sredstvo komunikacije ljudima koji nisu u mogućnosti verbalno komunicirati. Ne samo da bi mogao proizvesti neuronsku rekonstrukciju onoga što osoba opaža, već i onoga što pamti i zamišlja, onoga što želi izraziti ”, kaže docent Adrian Nestor.
"Također bi mogao imati forenzičku uporabu za provođenje zakona pri prikupljanju podataka očevidaca o potencijalnim osumnjičenicima, umjesto da se oslanja na verbalne opise dane crtačima."
Istraživanje koje će biti objavljeno u časopisu eNeuro, financirao je Kanadsko vijeće za prirodne znanosti i inženjersko istraživanje (NSERC) i Nagrada novog istraživača Connaught.
"Ono što je zaista uzbudljivo jest da ne rekonstruiramo kvadrate i trokute već stvarne slike lica osobe, a to uključuje puno sitnozrnatih vizualnih detalja", dodaje Nestor.
„Činjenica da možemo rekonstruirati ono što netko vizualno doživljava na temelju svoje moždane aktivnosti otvara puno mogućnosti. Otkriva subjektivni sadržaj našeg uma i pruža način za pristup, istraživanje i dijeljenje sadržaja naše percepcije, pamćenja i mašte. "
Izvor: Sveučilište u Torontu
