Способността да се контролират мислите под една или друга форма е широко използвана от авторите на множество научнофантастични романи. Но наскоро визуализацията на менталните образи престана да принадлежи към сферата на фантазията.
В началото на 2000-те fMRI се използва за извършване на първите опити за „обратна ретинотопия“(ретинотопията е подредена проекция на ретината върху зрителната кора). Отначало опитите бяха доста плахи: на субектите бяха показани изображения и едновременно взеха данни за активността на различни мозъчни области, използвайки fMRI. Събирайки необходимата статистика, изследователите се опитаха да разрешат обратния проблем - да отгатнат какво гледа човек, използвайки картата на мозъчната активност.
В прости картини, където основната роля се играеше от пространствената ориентация, разположението на обектите или тяхната категория, всичко работеше доста добре, но все още беше много далеч от „техническата телепатия“. Но през 2008 г. учени от Института по невронауки в Калифорнийския университет в Бъркли, водени от професора по психология Джак Галант, се опитаха да направят този трик със снимки. Те разделиха изследваната област на мозъка на малки елементи - воксели (3D елементи) - и проследиха тяхната активност, докато на субектите (в тяхната роля бяха изиграни двама автори на работата) бяха показани 1750 различни фотографии.
Въз основа на тези данни учените създадоха компютърен модел, който те "обучиха", като показаха 1000 други снимки и получиха 1000 различни модела на активиране на воксела като изход. Оказа се, че чрез показване на същите 1000 снимки на субектите и сравняване на моделите, взети от мозъка им, с тези, предвидени от компютъра, е възможно с доста висока точност (до 82%) да се определи коя снимка гледа човек.
Промоционално видео:
Подвижни снимки
През 2011 г. екип от изследователи, ръководен от същия професор Галант от Калифорнийския университет в Бъркли, постигна значително по-интересни резултати. Показвайки на субектите 7 200 секунди „трениращи“филмови клипове, изследователите изследвали активността на множество мозъчни воксели, използвайки fMRI. Но тук те са изправени пред сериозен проблем: fMRI реагира на усвояването на кислорода от мозъчните тъкани - хемодинамика, което е много по-бавен процес от промените в нервните сигнали. Всъщност няма значение за проучване на реакцията на неподвижните изображения - снимка може да бъде показана за няколко секунди, но при динамични видеоклипове възникват сериозни проблеми. Затова учените създадоха двуетапен модел, т.е.която свързва бавната хемодинамика и бързите невронни процеси на зрителното възприятие.
След изграждането на първоначален компютърен модел на „реакцията“на мозъка към различни видеоклипове, изследователите го обучиха, използвайки 18 милиона видеоклипове с една секунда, избрани на случаен принцип от YouTube. Тогава на участниците бяха показани "тестови" филми (различни от "тренировъчни"), изучаване на мозъчната активност с помощта на fMRI и компютърът, избран от тези 18 милиона стотици клипове, които предизвикаха най-близкия модел на активност, след което осредни изображението на тези клипове и произведе "средното доведе ". Корелацията (съвпадението) между изображението, което човек вижда, и това, което се генерира от компютъра, беше около 30%. Но за първото „четене на ума“това е много добър резултат.
Спи в ръка
Но постиженията на японските изследователи от Лабораторията по невронауки на Изследователския институт за далекосъобщения в Киото, Института за наука и технологии в Нара и Националния институт за информационни и комуникационни технологии в Киото изглеждат далеч по-значими. През май 2013 г. те публикуваха Невронно декодиране на визуални изображения по време на сън в науката. Да, учените са се научили да мечтаят. По-точно, да не виждам, а да шпионираме!
Има няколко начина да „видите“какво се случва в мозъка на жив човек. Електроенцефалографията (ЕЕГ) използва измервания на слаби електрически потенциали на повърхността на скалпа, докато магнитоенцефалографията (MEG) регистрира много слаби магнитни полета. Тези методи ви позволяват да проследявате общата електрическа активност на мозъка с висока времева резолюция (единици милисекунди). Позитронно-емисионната томография (PET) ви позволява да видите активността на специфични зони на работещия мозък, като проследявате предварително инжектирани вещества, съдържащи радиоактивни изотопи. Методът на функционалното магнитно-резонансно изображение (fMRI) се основава на факта, че оксихемоглобинът в кръвта, който пренася кислород до тъканите, се различава по своите магнитни свойства от дезоксихемоглобин, който вече се е отказал от кислорода. FMRI може да се използва, за да видите активните зони на мозъкакислород абсорбиращ. Пространствената разделителна способност на този метод е милиметри, а времевата - от реда на частите от секундата.
Записвайки сигнали за мозъчна активност с помощта на fMRI, три субекта бяха събудени (около 200 пъти) на етапи от плитък сън и помолени да опишат съдържанието на последния сън. Ключовите категории бяха идентифицирани от отчетите, които с помощта на лексикалната база данни на WordNet бяха комбинирани в групи от семантично подобни термини (синхронизация), организирани в йерархични структури. Данните за FMRI (девет секунди преди събуждането) бяха сортирани по синхрон. За да се обучи моделът на разпознаване, на будните субекти бяха показани изображения от базата данни ImageNet, съответстващи на синсети, и беше проучена карта на мозъчната дейност във визуалната кора. След това компютърът успя да предвиди с вероятност от 60-70% какво вижда човек в съня въз основа на активността на различни мозъчни региони. Това между другото показва товаче човек мечтае да използва същите области на зрителния кортекс, които се използват за нормално будно зрение. Точно затова изобщо виждаме сънища, учените все още не могат да кажат.
Дмитрий Мамонтов
