Uus tehnika loob pilte taju ajuaktiivsusest

Toronto Scarborough ülikooli neuroteadlased on välja töötanud pildistamise tehnika, mis suudab rekonstrueerida pilte sellest, mida inimesed tajuvad, tuginedes nende ajuaktiivsusele, mille on kogunud EEG.

Täpsemalt on uus meetod võimeline digitaalselt rekonstrueerima katsealuste nähtud pilte elektroentsefalograafia (EEG) andmete põhjal.

“Kui midagi näeme, loob meie aju vaimse taju, mis sisuliselt on selle asja vaimne mulje. Saime selle arusaama jäädvustada EEG abil, et saada otsene ülevaade ajus toimuvast selle protsessi käigus, ”ütleb Adrian Nestori labori järeldoktor Dan Nemrodov.

Uuringu jaoks näidati EEG seadmete külge kinnitatud katsealustele näopilte. Nende ajutegevus registreeriti ja seejärel kasutati masinaõppimisalgoritmidel põhineva tehnika abil pildi digitaalseks loomiseks subjekti meeles.

See pole esimene kord, kui teadlased on suutnud visuaalsete stiimulite põhjal pilte rekonstrueerida neurokujutiste abil, kuna varasemad uuringud on näopildid rekonstrueerinud funktsionaalse magnetresonantstomograafia (fMRI) abil. See uus uuring on aga esimene, mis kasutab EEG andmeid.

Kuigi sellised meetodid nagu fMRI - mis mõõdavad aju aktiivsust verevoolu muutuste tuvastamise abil - võivad haarata täpsemaid üksikasju selle kohta, mis toimub aju teatud piirkondades, on EEG-l suurem praktiline potentsiaal, arvestades, et see on tavalisem, kaasaskantav ja võrreldes sellega odav.

EEG-l on ka suurem ajaline eraldusvõime, see tähendab, et see saab üksikasjalikult mõõta, kuidas taju areneb ajas kuni millisekunditeni, selgitab Nemrodov.

„FMRI haarab aktiivsust sekundite ajaskaalal, kuid EEG hõivab millisekundilise skaala. Nii et näeme väga üksikasjalikult, kuidas näo taju meie ajus areneb EEG abil, ”ütleb ta. Tegelikult suutsid teadlased hinnata, et meie aju kulub umbes 170 millisekundit (0,17 sekundit), et kujundada nägu hästi.

See uuring kinnitab, et EEG-l on potentsiaali sedalaadi piltide rekonstrueerimise märkmete jaoks Nemrodov, milleks paljud teadlased kahtlesid, arvestades selle näilisi piiranguid. EEG-andmete kasutamisel piltide rekonstrueerimisel on neurotehnoloogia seisukohast suur teoreetiline ja praktiline potentsiaal, eriti kuna see on suhteliselt odav ja kaasaskantav.

Järgmiste etappide osas on praegu käimas testimine, kuidas saaks EEG andmetel põhinevat pildi rekonstrueerimist teha mälu abil ja rakendada laiemale hulgale objektidele väljaspool nägusid. Kuid lõpuks võib sellel olla ka laiaulatuslikke kliinilisi rakendusi.

„See võiks pakkuda suhtlusvahendeid inimestele, kes ei suuda suuliselt suhelda. See ei tooda mitte ainult närvipõhist rekonstrueerimist selle kohta, mida inimene tajub, vaid ka sellest, mida ta mäletab ja kujutab ette, mida ta soovib väljendada, ”ütleb dotsent Adrian Nestor.

"Sellel võiks olla ka õiguskaitseasutuste jaoks kohtuekspertiisi eesmärk, et koguda pealtnägijate teavet potentsiaalsete kahtlusaluste kohta, selle asemel et tugineda visandikunstnikule esitatud suulistele kirjeldustele."

Uuring, mis avaldatakse ajakirjas eNeuro, rahastas Kanada loodusteaduste ja inseneriuuringute nõukogu (NSERC) ja Connaught'i uue teadlase auhind.

"Mis on tõeliselt põnev, on see, et me ei rekonstrueeri ruute ja kolmnurki, vaid tegelikke kujutisi inimese näost ja see hõlmab palju peeneteralisi visuaalseid detaile," lisab Nestor.

„Asjaolu, et suudame oma ajutegevuse põhjal rekonstrueerida seda, mida keegi visuaalselt kogeb, avab palju võimalusi. See avalikustab meie meele subjektiivse sisu ja annab võimaluse oma taju, mälu ja kujutlusvõime sisule juurde pääseda, seda uurida ja jagada. "

Allikas: Toronto ülikool