Az új technika képeket hoz létre az észlelés agytevékenységéből
A Toronto-i Scarborough Egyetem idegtudósai kifejlesztettek egy képalkotó technikát, amely rekonstruálhatja az emberek által észlelt képeket az EEG által összegyűjtött agytevékenységük alapján.
Pontosabban, az új módszer képes digitálisan rekonstruálni a tesztalanyok által látott képeket az elektroencefalográfia (EEG) adatai alapján.
„Ha valamit meglátunk, agyunk létrehoz egy mentális érzékelést, amely lényegében ennek a dolognak a mentális benyomása. Ezt az észlelést az EEG segítségével sikerült megörökítenünk, hogy közvetlen szemléletet kapjunk arról, ami az agyban zajlik e folyamat során "- mondja Dan Nemrodov, Adrian Nestor laborjának posztdoktori munkatársa.
A vizsgálat során az EEG berendezéshez csatlakoztatott tesztalanyok arcképeket mutattak. Agytevékenységüket rögzítették, majd a gép digitális tanulási algoritmusokon alapuló technikával digitálisan újrateremtették a képet az alany fejében.
A kutatók nem először képesek vizuális ingerek alapján rekonstruálni a képeket neuro képalkotó technikák alkalmazásával, mivel a korábbi vizsgálatok rekonstruálták az arcképeket a funkcionális mágneses rezonancia képalkotásból (fMRI). Ez az új kutatás azonban elsőként használja az EEG-adatokat.
Míg az fMRI-hez hasonló technikák - amelyek az agy aktivitását a véráramlás változásainak észlelésével mérik - finomabb részleteket képesek megragadni az agy bizonyos területein zajló eseményekről, az EEG nagyobb gyakorlati potenciállal rendelkezik, mivel gyakoribb, hordozható és összehasonlításképpen olcsó.
Az EEG-nek nagyobb az időbeli felbontása is, vagyis részletesen meg tudja mérni, hogyan fejlődik egy percepció időben akár milliszekundumig - magyarázza Nemrodov.
„Az fMRI a másodpercek időskáláján rögzíti az aktivitást, de az EEG a milliszekundumos skálán. Tehát nagyon apró részletességgel láthatjuk, hogyan fejlődik az arc észlelése az agyunkban az EEG segítségével ”- mondja. Valójában a kutatók képesek voltak megbecsülni, hogy az agyunknak körülbelül 170 ezredmásodperc (0,17 másodperc) kell ahhoz, hogy egy jól látható arcot alkossunk egy látott arcról.
Ez a tanulmány azt igazolja, hogy az EEG rendelkezik potenciállal az ilyen típusú képrekonstrukcióhoz, amely megjegyzi Nemrodovot, amit sok kutató kételkedett a látszólagos korlátai miatt. Az EEG-adatok képrekonstrukcióhoz való felhasználása nagy elméleti és gyakorlati potenciállal rendelkezik neurotechnológiai szempontból, különösen azért, mert viszonylag olcsó és hordozható.
Ami a következő lépéseket illeti, jelenleg folyamatban van annak tesztelése, hogy miként lehetne az EEG adatokon alapuló képrekonstrukciót végrehajtani a memória használatával és az arcokon túli objektumok szélesebb körére alkalmazni. De ennek végül széleskörű klinikai alkalmazásai is lehetnek.
„Ez kommunikációs eszközt jelenthet azok számára, akik nem képesek verbálisan kommunikálni. Nem csak neurális alapú rekonstrukciót produkálhat arról, amit az ember érzékel, hanem azt is, amire emlékszik és elképzel, mit akar kifejezni ”- mondja Adrian Nestor adjunktus.
"A bűnüldözés számára is felhasználhatna törvényszéki felhasználást a potenciális gyanúsítottakra vonatkozó szemtanúi információk összegyűjtésében, ahelyett, hogy a vázlatművésznek adott szóbeli leírásokra támaszkodna."
A folyóiratban megjelent kutatás eNeuro, finanszírozta a Kanadai Természettudományi és Mérnöki Kutatási Tanács (NSERC) és egy Connaught New Researcher Award.
"Ami igazán izgalmas, hogy nem négyzeteket és háromszögeket rekonstruálunk, hanem az ember arcának tényleges képeit, és ez rengeteg finom szemcsés képi részletességgel jár" - teszi hozzá Nestor.
„Az a tény, hogy rekonstruálhatjuk azt, amit valaki vizuálisan az agytevékenysége alapján tapasztal, sok lehetőséget nyit meg. Bemutatja elménk szubjektív tartalmát, és lehetőséget nyújt észlelésünk, memóriánk és képzeletünk tartalmának elérésére, feltárására és megosztására. "
Forrás: Torontói Egyetem
