Проникновение в сознание: МРТ "видит" зрительные образы в мозге человека
Ученые из Калифорнийского университета утверждают, что с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ) можно считывать из мозга динамические изображения: просмотренные фильмы, воспоминания, мечты, сны. На сегодняшний день им удалось увидеть в мозгу фильмы, которые смотрел человек.
Считается, что методика ФМРТ на основе так называемого BOLD-контраста (контраста, зависящего от степени насыщения крови кислородом) не подходит в полной мере для визуализации динамических образов, поскольку уровень кислорода в крови меняется медленно. Тем не менее, они нашли способ преодолеть это ограничение.
Как пишут в своей работе исследователи, созданная ими модель кодирования визуальной информации – двуступенчатая. Она описывает «быструю» визуальную информацию и медленную гемодинамику разными компонентами. Для эксперимента зрительная кора мозга была условно поделена на множество кубов-вокселей, и модель настраивалась индивидуально для каждого из них.
Двум группам испытуемых показывали два набора трейлеров голливудских фильмов. В это время записывались BOLD-сигналы в зрительной коре головного мозга, обрабатывающей визуальную информацию. По окончании просмотра компьютер посекундно сопоставил видео и данные сканирования первой группы.
Составленный алгоритм был использован при работе со второй группой: по данным МРТ компьютер попытался определить, какие клипы смотрели люди. Базой видеоматериалов послужили скачанные с Youtube ролики общей продолжительностью 18 млн секунд. Для реконструкции фильмов был создан байесовский вероятностный декодер, работающий по методу максимального правдоподобия. С его помощью можно увидеть, насколько похожи образы в мозгу человека на реальный увиденный им фильм.
«В конечном счете, ученые должны понять, как мозг обрабатывает динамические визуальные события, – сказал ведущий автор исследования Синдзи Нисимото. – Для того чтобы знать, как мозг функционирует в обычных условиях, нам нужно увидеть его работу при просмотре кино».
Результаты эксперимента показывают, что динамическая активность мозга может быть расшифрована с помощью МРТ. Перспективы этой технологии видны, например, в медицине для понимания того, что происходит с мозгом человека, находящегося в коме или имеющего нейродегенеративное заболевание.
Она же может заложить основу для создания интерфейсов «мозг – машина», чтобы люди, лишенные подвижности, могли управлять устройствами через мысленные образы. С другой стороны, чтение мысленных образов может использоваться в тоталитарных обществах, например, следователями при допросах подозреваемых.
Считается, что методика ФМРТ на основе так называемого BOLD-контраста (контраста, зависящего от степени насыщения крови кислородом) не подходит в полной мере для визуализации динамических образов, поскольку уровень кислорода в крови меняется медленно. Тем не менее, они нашли способ преодолеть это ограничение.
Как пишут в своей работе исследователи, созданная ими модель кодирования визуальной информации – двуступенчатая. Она описывает «быструю» визуальную информацию и медленную гемодинамику разными компонентами. Для эксперимента зрительная кора мозга была условно поделена на множество кубов-вокселей, и модель настраивалась индивидуально для каждого из них.
Двум группам испытуемых показывали два набора трейлеров голливудских фильмов. В это время записывались BOLD-сигналы в зрительной коре головного мозга, обрабатывающей визуальную информацию. По окончании просмотра компьютер посекундно сопоставил видео и данные сканирования первой группы.
Составленный алгоритм был использован при работе со второй группой: по данным МРТ компьютер попытался определить, какие клипы смотрели люди. Базой видеоматериалов послужили скачанные с Youtube ролики общей продолжительностью 18 млн секунд. Для реконструкции фильмов был создан байесовский вероятностный декодер, работающий по методу максимального правдоподобия. С его помощью можно увидеть, насколько похожи образы в мозгу человека на реальный увиденный им фильм.
«В конечном счете, ученые должны понять, как мозг обрабатывает динамические визуальные события, – сказал ведущий автор исследования Синдзи Нисимото. – Для того чтобы знать, как мозг функционирует в обычных условиях, нам нужно увидеть его работу при просмотре кино».
Результаты эксперимента показывают, что динамическая активность мозга может быть расшифрована с помощью МРТ. Перспективы этой технологии видны, например, в медицине для понимания того, что происходит с мозгом человека, находящегося в коме или имеющего нейродегенеративное заболевание.
Она же может заложить основу для создания интерфейсов «мозг – машина», чтобы люди, лишенные подвижности, могли управлять устройствами через мысленные образы. С другой стороны, чтение мысленных образов может использоваться в тоталитарных обществах, например, следователями при допросах подозреваемых.
Ещё новости по теме:
18:20