Kaardi üksikasjad Kuidas aju visuaalseid andmeid korraldab
Kaart, mis saadi ajupiltide andmete arvutuslike mudelite abil, mis on kogutud vabatahtlike tundide kaupa filmiklippe vaadates, on see, mida teadlased nimetavad "pidevaks semantiliseks ruumiks".
Mõni kategooriate vaheline suhe on mõistlik, kusjuures inimestel ja loomadel on sama "semantiline naabruskond", teised on vähem ilmsed, näiteks koridorid ja ämbrid, märgivad teadlased.
„Meie meetodid avavad ukse, mis viib kiiresti täieliku ja üksikasjalikuma arusaamiseni aju korraldusest. Juba näib, et meie veebiaju vaataja pakub kõige üksikasjalikumat ülevaadet ühe inimese aju visuaalsest funktsioonist ja korraldusest, ”ütles UC Berkeley neuroteaduste doktorant ja ajakirjas avaldatud uuringu juhtiv autor Alexander Huth. Neuron.
Teadlase sõnul võib selgem arusaam sellest, kuidas aju visuaalset sisendit korraldab, aidata ajukahjustuste meditsiinilisel diagnoosimisel ja ravimisel.
Neid järeldusi võib kasutada ka aju-masina liideste loomiseks, eriti näo- ja muude pildituvastussüsteemide jaoks, lisas ta. Muuhulgas võiksid need parandada toidupoodide kassasüsteemi võimet ära tunda erinevaid kaupu.
"Meie avastus viitab sellele, et peagi saab aju skaneeringuid kasutada pildi sildistamiseks, mida keegi näeb, ja see võib aidata ka arvutitel õpetada, kuidas pilte paremini ära tunda," ütles Huth, kes on loonud video- ja interaktiivse veebisaidi, et selgitada, mida leidsid teadlased.
Pikka aega on arvatud, et iga objekti või tegevuse kategooria, mida inimesed näevad - inimesed, loomad, sõidukid, kodumasinad ja liikumised - on esindatud visuaalse ajukoore eraldi piirkonnas, märkis Huth. Selles viimases uuringus leidsid UC Berkeley teadlased, et neid kategooriaid esindavad tegelikult väga organiseeritud, kattuvad kaardid, mis katavad kuni 20 protsenti ajust, sealhulgas somatosensoorsed ja frontaalsed ajukoored.
Teadlased registreerisid funktsionaalse magnetresonantstomograafia (fMRI) abil viie teadlase ajutegevuse, kui nad mõlemad vaatasid kaks tundi videoklippe. Aju skaneerib mõõdetud verevoolu tuhandetes kohtades üle aju.
Seejärel kasutasid teadlased mudeli ülesehitamiseks regulaarset lineaarset regressioonanalüüsi, mis leiab korrelatsioone andmetes, näidates, kuidas kõik umbes 30 000 ajukoore asukohta reageerisid filmiklippides nähtud 1700 objektide ja toimingute kategooriale. Järgmisena kasutasid nad põhikomponentide analüüsi - statistilist meetodit, mis võib kokku võtta suuri andmekogumeid -, et leida “semantiline ruum”, mis oli ühine kõigile uuritavatele.
Tulemused esitatakse mitmevärvilistes mitmemõõtmelistes kaartides, mis näitavad enam kui 1700 visuaalset kategooriat ja nende omavahelisi seoseid. Teadlased tõid välja kategooriad, mis aktiveerivad samu ajupiirkondi. Näiteks on inimene roheline, loomad on kollased, sõidukid on roosad ja violetsed ning hooned sinised.
"Kasutades semantilist ruumi visualiseerimisvahendina, nägime kohe, et kategooriad on esindatud nendel uskumatult keerukatel kaartidel, mis hõlmavad palju rohkem aju kui me eeldasime," ütles Huth.
Allikas: California ülikool, Berkeley
