...

Wywoływanie zdjęć prosto z mózgu?

Technika obrazowania opracowana przez zespół badaczy z Toronto pozwala na rekonstrukcję obrazu twarzy na podstawie aktywności mózgu.

Niezwykle trudno jest przekazać drugiej osobie szczegóły widzianego przez siebie przedmiotu, niezależnie od tego czy próbuje się o nim opowiedzieć, czy też narysować. Być może dzięki badaniom zespołu naukowców z Wydziału Psychologii University of Toronto Scarborough w przyszłości będzie istniała możliwość wydrukowania obrazu pobranego bezpośrednio z mózgu.

Naukowcy, z dr Danem Nemrodovem na czele, pracują nad techniką cyfrowej rekonstrukcji obrazów zapisanych w mózgu na podstawie danych dostarczonych przez badanie elektroencefalografem (EEG).

“Gdy coś widzimy, nasz mózg tworzy percepcję mentalną, która jest w istocie mentalnym wrażeniem tego czegoś. Byliśmy w stanie uchwycić to postrzeganie za pomocą EEG, aby uzyskać bezpośrednią ilustrację tego, co dzieje się wówczas w mózgu” – opowiada o swoim osiągnięciu dr Namrodov.

W trakcie badań ochotnikom pokazano obrazy twarzy o wyrazie szczęśliwym bądź neutralnym, przy czym za pomocą EEG rejestrowano aktywność ich mózgu. Dane te poddano następnie analizie opartej na algorytmach pozwalających programom komputerowym uczyć się. Pozwoliło to otrzymać nie tylko zarysy twarzy widzianych przez uczestników eksperymentu, ale rzeczywiste, szczegółowe obrazy. Istnieje również możliwość analizowania obrazu zapamiętanego i wyobrażanego sobie przez badanego. Wcześniej dokonano podobnej rzeczy, ale zamiast EEG wykorzystano obrazowanie za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), opierające się na zmianach przepływu krwi w ośrodkowym układzie nerwowym. Wykorzystanie elektroencefalografu pozwoliło na uzyskanie bardziej szczegółowych informacji na temat powstawnia perceptu twarzy w korze mózgu, takich jak reakcje poszczególnych jej obszarów w milisekundowych odstępach czasu (fMRI przechwytuje aktywność mózgu mniej dokładnie, w skali sekund). Ustalono na przykład, że do stworzenia całkowitego obrazu obserwowanej twarzy mózg potrzebuje zaledwie 17 setnych sekundy. Ponieważ zaś jest to tańsza i dokładniejsza metoda obrazowania, a wykorzystywane do niej urządzenie można łatwo przenosić z miejsca na miejsce, jej potencjał jest znacznie większy niż początkowo wykorzystywanego rezonansu magnetycznego.

Twarze są jednak szczególnymi obiektami. Już noworodki wykazują tendencję do zwracania większej uwagi na nie niż na cokolwiek innego. W ludzkim mózgu, w obrębie zakrętu wrzecionowatego, istnieje specjalny “ośrodek percepcji twarzy” złożony z neuronów odpowiedzialnych wyłącznie za odróżnianie twarzy od innych przedmiotów. Z kolei za odbieranie emocji wyrażanych za pomocą mimiki odpowiadają struktury w obrębie płata czołowego oraz jądra migdałowatego. Dlatego też kolejnym etapem badań będzie sprawdzenie, czy podobny wynik uda się uzyskać dla obiektów nie będących twarzami.

Wyniki naukowców z Toronto nawet w obecnym kształcie budzą wielkie nadzieje. Być może na podstawie ich odkryć uda się stworzyć nowy środek komunikacji dla osób, nie będących w stanie porozumiewać się werbalnie – jeśli zostanie opracowana możliwość obrazowania nie tylko obrazu, ale również tego, co dana osoba chciałaby wyrazić. Ułatwiłoby to również pracę wymiaru sprawiedliwości. Zamiast bowiem tworzenia portretu pamięciowego z pomocą policyjnych grafików, można byłoby poddać świadka badaniu EEG i uzyskać dokładny wygląd twarzy sprawcy przestępstwa.

“Fakt, że możemy rekonstruować to, czego ktoś doświadcza wzrokowo na podstawie aktywności jego mózgu, otwiera wiele możliwości” – mówi prof. Adrian Nestor, kierownik laboratorium, w którym wykonywano badania i autor wcześniejszego obrazowania za pomocą fMRI. “Ujawnia to subiektywną treść naszego umysłu i zapewnia sposób dostępu, odkrywania i udostępniania treści naszej percepcji, pamięci i wyobraźni.”
Bibliografia

Nemrodov D., Niemeier M., Patel A., Nestor A. The Neural Dynamics of Facial Identity Processing: Insights from EEG-Based Pattern Analysis and Image Reconstruction. eNeuro 2018

Udostępnij:
Facebook
Twitter
LinkedIn

Ostatnie wpisy:

Podziel się opinią!

polecane wpisy:

Dzieci powinny czytać

W młodym wieku zachodzą kluczowe procesy plastyczności neuronalnej, które są istotne dla rozwoju mózgu. Dlatego warto wspierać u dzieci zachowania kształtujące ich rozwój, ponieważ mogą okazać się korzystne w dorosłym życiu. Przykładem takiego zachowania jest czytanie książek, czyli jedna z...

Kondycja wątroby a funkcje poznawcze

Przewlekłe choroby wątroby są coraz to bardziej powszechne w społeczeństwie. W ich przebiegu obserwuje się postępujące zmiany polegające na stopniowym zastępowaniu prawidłowego miąższu wątroby tkanką włóknistą, co prowadzi do zaburzeń struktury i funkcji tego narządu. Coraz więcej doniesień naukowych wskazuje,...

Jak białka pomagają spać

Sen pojawił się na wczesnym etapie ewolucji zwierząt i pełni podobną funkcję u wielu gatunków. Zarówno jego długość, jak i jakość jest ważna dla zachowania zdrowia. Jakość snu określana jest m.in. na podstawie częstotliwości i ilości wybudzeń w ciągu nocy....

Archiwum: