Достижения в считывании мыслей
Учёные ещё на один шаг приблизились к считыванию информации, позволяющей узнать, что видит человек. Моделируя функционирование мозга при обработке им визуальной картины мира, исследователи смогли перевести записанные образы нейронной активности в изображения, на которые смотрел испытуемый. Хотя до практического применения не одно десятилетие, однажды технология может перерасти в устройство чтения мыслей или управления компьютером. "Это именно то, что вы бы использовали, если бы намеревались создать работающий прибор для чтения мыслей", - говорит невролог Джек Гэллэнт (Jack Gallant) из Калифорнийского университета (University of California) в Беркли.
Текущая работа Гэллэнта и научного сотрудника Томаса Нэзелериса (Thomas Naselaris) базируется на ранних исследованиях, где они применяли картину нейронной активности для идентификации очень простых изображений. С тех пор проект продвинулся благодаря более полной детализации визуальных центров мозга. Результаты ближе к реконструкции видимого, чем к распознаванию, которое Гэллэнт сравнил с "карточным трюком фокусника, когда вы выбираете из колоды, а он угадывает их. Фокусник знает все карты, которые вы можете увидеть". В последней же работе "карта может быть фотографией или любым другим предметом. Фокусник должен узнать, что это, не видя объект", поясняет уровень сложности учёный. Моделирование исследователи проводили с аппаратом для функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ), измеряющим потоки крови через мозг, чтобы отследить активность клеток троих людей во время концентрации внимания на снимках повседневных предметов. Особое внимание уделялось тем участкам мозга, которые отвечают за форму объектов, а также проявлявшим активность, соответствовавшую общей классификации - "здания" или "небольшие группы людей". Как только модель была откалибрована, участники теста переводили взгляд на другой ряд изображений. После интерпретации полученных образов нейронной активности специально написанная программа искала совпадения среди 6 млн графических файлов.
Считанные с помощью ФМРТ данные о миллионах нейронов конвертировали в несколько блоков. "На самом деле, информации огромное количество. Просто у нас нет способа получить её, кроме как открыть череп и подключиться напрямую", - говорит изучающий отражение мыслей на физическом уровне мозга в Университете Вандербилта (Vanderbilt University) невролог Фрэнк Тонг (Frank Tong). Гэллэнт же надеется разработать методы интерпретации других типов измерений мозговой активности, таких как ЭЭГ или лазерное сканирование. Среди потенциальных областей применения считывания мыслей - работа с системами CAD-CAM или Photoshop.
Тем временем, схожее исследование проводится во французском Национальном институте здоровья и медицинских исследований (INSERM). Анализируя активность мозга, исследователи обнаружили, что способны назвать только что виденное человеком число. Результаты подтверждают предположения о кодировании чисел в мозге через специфическую активность, а также открывают дверь к усовершенствованию способностей оперировать числами. Хотя "числовые нейроны" были найдены у обезьян, до сих пор учёные не могли продвинуться дальше, чем обнаружение аналогичных зон мозга у человека.
"Не было никаких гарантий, что с ФМРТ будет возможно выйти на новый уровень, - рассказывает Эвелин Эгер (Evelyn Eger) из INSERM. - У обезьян большое количество нейронов преимущественно проявляют себя неупорядоченно при появлении тех или иных цифр, поэтому выглядит маловероятно, что ФМРТ с разрешением 1,5 мм, где воксел содержит тысячи нейронов, сможет различить активность, связанную с разными числами. Факт, что это работает, означает большую структурированность в свойствах восприятия отдельных чисел, которую ещё предстоит обнаружить нейрофизиологическими методами". Исследователи показывали 10 участникам эксперимента восемь числовых символов или точки во время сканирования мозга ФМРТ. Затем применялся метод множественного анализа с целью найти путь декодировать демонстрировавшиеся цифры или количество точек. Несмотря на то, что отвечавшая числовым символам активность в мозге отличается от таковой для того же количества объектов, в случае с точками последнее может быть спрогнозировано через вызванную цифрами активность. Иным способом это не работает.
По крайней мере для небольших количеств точек активность меняется в зависимости от порядкового значения чисел, обозначающего количество - например, возможно заключить, что 6 находится между 5 и 7. В случае же самих чисел исследователи не могут обнаружить те же изменения по причине недостаточной чувствительности оборудования либо иного метода кодирования чисел. В конечном итоге работа должна помочь раскрыть, как мозг осуществляет сложные вычисления. "Мы только начинаем понимать базовые строительные элементы, на которых вероятно основана символьная математика, - говорит Эгер. - Пока неясно, как числовые представления в мозге взаимодействуют и комбинируются в математических операциях".