Учёные знают, что у нас на уме

Ученые создали модель для распознавания зрительных образов с помощью ЯМР-томографии

Алексей Петров 06.03.2008, 12:01

Учёные научились читать мысли с помощью магнитно-резонансной томографии. Они построили модель, которая оказалась способна определить, какой зрительный образ у вас на уме, даже если прежде вы его ни разу не видели. Вскоре таким образом можно будет читать сны и смотреть чужие галлюцинации.

До сих пор было очень сложно определить, как выглядят маленькие розовые крокодильчики, рождающиеся в мозгу при использовании некоторых субстанций. Однако вскоре на помощь наркологам и психиатрам в этом нелёгком деле придёт ЯМР-томография. Ученые освоили методику «чтения» человеческой мозговой активности и теперь в состоянии точно определить, что у вас на уме.

И это вовсе не ловкий трюк, который используют уличные шарлатаны, развившие способность распознавания мельчайших движений ваших зрачков и непосредственно определяющие объект, на который вы уставились по каким-либо причинам. Как подчеркивает один из авторов работы, Джек Галлант, специалист в области активности головного мозга из Калифорнийского университета в Беркли, новая методика принципиально отличается от простого сканирования активности мозговых тканей с помощью функциональной магниторезонансной томографии – основного инструмента ученых для изучения работы отделов головного мозга.

В принципе, такое сканирование применимо для определения объекта внимания любого человека, однако она требует предварительной записи томограмм в ходе изучения набора изображений подопытным индивидом и сравнения их с полученными в процессе последующего визуального опыта. Грубо говоря, прежде учёные могли лишь определить лишь, изображение какого из заранее заданных данному человеку объектов находится перед его глазами — в реальности или в мечтах. Потому такая методика сильно ограничена базисным набором изображений и не способна дать положительный результат при восприятии нового зрительного образа, не входившего в исходный набор.

В своей новой работе Галлант вместе с сотрудниками создал модель отклика человеческого мозга в ответ на различные типы изображений, которая способна помочь достоверно определить объект внимания даже в случае совершенно нового зрительного восприятия испытуемого.

Отчет о достижении ученых принят к публикации в одном из ближайших номеров Nature.

В эксперименте команда Галланта демонстрировала двум испытуемым 1750 различных картинок и параллельно анализировала их мозговую активность. Затем группа исследователей показывала им по очереди 120 изображений, совершенно отличных от тех, что были показаны прежде, и на базе предыдущих результатов и построенной модели пыталась распознать новый зрительный образ. В результате вероятность точного определения изображения, рассматриваемого одним из подопечных (сами они были сотрудниками научной группы Галланта), составила 72%, в то время как на втором ученые продемонстрировали точность в 92%. Если бы ученые пытались определить очередную рассматриваемую картинку наугад, вероятность успеха не превысила бы 0,8%.

Галлант в то же время признает, что для дальнейшего улучшения разработанного метода и определения внимания к объекту, прежде не известному ни исследователям, ни самом у испытуемому, необходимо моделирование работы мозга на совершенно ином уровне, затрагивающем изучение мозговой активности в ответ на сложную форму рассматриваемого объекта, его цвет, причем именно в виде комплексного восприятия. Как полагает Галлант, такая работа потребует и нового уровня точности магнитной томографии.

На данный момент ученые научились лишь моделировать ответ мозга на восприятие объекта определенной, довольно простой формы. Моделирования мозговой активности в ответ на комплексное восприятие – гораздо более сложная задача, но исследователи уже ставят её перед собой.

Примеры контрольных изображений // nature.com
Примеры контрольных изображений // nature.com

Актуальность работ, по мнению разработчиков аппарата для чтения мозговой активности, очевидна – он может применяться в медицинских целях для оценки последствий инсультов или курса приема определенных лекарств. Он также может быть полезен для диагностики слабоумия, выявления болезней или вмешательств другого рода на активность мозга.

Метод имеет и чисто научное приложение, он может оказаться полезным многим специалистам для анализа содержания визуальных ощущений людей — даже таких, как сны, воспоминания, видения, воображаемые образы и галлюцинации.

Новая методика, несомненно, заинтересует и специалистов в области психотерапии.

Достижение американских ученых по достоинству оценил и признанный специалист в области активности головного мозга Джон-Дилан Хайнес, исследователь из Института Макса Планка в немецком Лейпциге, показавший в прошлом году способность предсказывать результат работы человеческого мозга с набором чисел. Однако он все же предостерег от преждевременных заявлений, так как разработанные методы – не более чем первые шаги, позволяющие лишь надеяться на появление эффективных сканеров человеческих мыслей в будущем.