Компьютер может читать буквы прямо из мозга

Посредством анализа MRI-изображения мозга с помощью изящной математической модели, стало возможным восстановить мысли более точно, чем когда-либо прежде. В результате исследователи из Университета Радбуд (Radboud), Наймейген, смогли определить, на какую букву смотрел испытуемый.

Функциональные сканеры MRI использовались в когнитивных исследованиях прежде всего для того, чтобы определить, какие мозговые области активны, в то время как испытуемые решают определенную задачу. Вопрос прост: находится определенный отдел головного мозга в возбужденном состоянии или в спокойном? Исследовательская группа из Института мозга, познания и поведения Дондерса (Donders) при университете Радбуд продвинулась на шаг вперед: они использовали данные от сканера, чтобы определить, на что смотрит испытуемый.

Исследователи «обучили» модель определять, как маленькие объемы (2x2x2 куб. мм) просканированного головного мозга, известные как вокселы, соответствуют отдельным пикселам. Объединив всю информацию о пикселах, стало возможным восстановить изображение, рассматриваемое испытуемым. Результатом было  не ясное изображение, а несколько нечеткая пятнистая картинка. В данном исследовании ученые использовали рукописные буквы.

«После этого мы сделали кое-что новое, - сказал ведущий исследователь Марсель ван Гервен (Marcel van Gerven). - Мы снабдили модель предварительными знаниями: мы обучили ее тому, на что похожи буквы. Это чрезвычайно улучшило распознавание букв. Модель сравнивала буквы, чтобы определить, какая наиболее точно соответствует размытому изображению. Результатом распознавания была актуальная буква. Наш подход подобен тому, как, по нашему предположению, сам мозг комбинирует предварительные знания с сенсорной информацией. Например, вы можете распознать линии и кривые в этой статье как буквы только после того, как научились читать. А это точно то, что мы ищем – модели, которые показывают, что происходит в мозге в реальности. Мы надеемся улучшить модель до такой степени, чтобы было возможно применить ее к работающей памяти или к субъективным событиям, таким как мечты или визуализация. Реконструкции показывают, является ли модель, которую вы создали, реальным подходом».

«В нашем дальнейшем исследовании мы будем работать с более мощным MRI-сканером, - объяснил Санне Шенмакерс (Sanne Schoenmakers), который работает над проблемой расшифровки мыслей. - С более высоким разрешением сканера, мы надеемся, что будем в состоянии связать модель с более детализированными изображениями. В настоящее время мы связываем изображения букв с 1200 вокселями в мозге; с более мощным сканером мы свяжем изображения лиц со 15000 вокселями».

Исследователи из Университета Радбуд, Наймейген, преуспели в том, чтобы определить, на какую букву смотрел испытуемый