Térkép részletei Hogyan szervezi az agy a vizuális adatokat
A kutatók „folyamatos szemantikus térnek” nevezik azt a térképet, amelyet az agyi képalkotó adatok számítógépes modelljeivel gyűjtöttek össze, miközben az önkéntesek órákig nézték a filmklipeket.
Egyes kategóriák közötti kapcsolatoknak van értelme, az embereknek és az állatoknak ugyanaz a „szemantikus szomszédságuk” van, míg mások kevésbé nyilvánvalóak, például a folyosók és a vödrök - jegyzik meg a kutatók.
„Módszereink olyan kaput nyitnak meg, amely gyorsan az agy szerveződésének teljesebb és részletesebb megértéséhez vezet. Úgy tűnik, hogy online agynézegetőnk a legrészletesebb képet nyújtja egyetlen emberi agy vizuális funkcióiról és szerveződéséről ”- mondta Alexander Huth, az UC Berkeley idegtudományi doktori hallgatója és a folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője. Idegsejt.
A kutató szerint annak tisztább megértése, hogy az agy hogyan szervezi a vizuális bemenetet, segíthet az agyi rendellenességek orvosi diagnózisában és kezelésében.
Ezeket a megállapításokat agy-gép interfészek létrehozására is fel lehet használni, különösen az arc és más képfelismerő rendszerek számára - tette hozzá. Többek között javíthatnák az élelmiszerbolt önellenőrző rendszerének képességét a különféle áruk felismerésére.
"Felfedezésünk azt sugallja, hogy az agyi vizsgálatokat hamarosan fel lehet használni egy olyan kép címkézésére, amelyet valaki lát, és ez is segíthet a számítógépek megtanításában a képek jobb felismerésére" - mondta Huth, aki egy video- és interaktív weboldalt készített, hogy elmagyarázza, mi a tudomány. a kutatók megállapították.
Régóta gondolták, hogy az emberek által látott tárgyak vagy cselekvések minden kategóriája - emberek, állatok, járművek, háztartási gépek és mozgások - a vizuális kéreg külön régiójában vannak ábrázolva - jegyezte meg Huth. Ebben a legújabb tanulmányban az UC Berkeley kutatói azt találták, hogy ezeket a kategóriákat valóban jól szervezett, egymást átfedő térképek képviselik, amelyek az agy 20 százalékát lefedik, beleértve a szomatoszenzoros és a frontális kéregeket is.
A tudósok öt kutató agytevékenységét rögzítették funkcionális mágneses rezonancia képalkotással (fMRI), miközben két-két órányi filmklipet néztek. Az agy a mért véráramlást több ezer helyen vizsgálja az agyban.
A kutatók ezt követően rendszeresített lineáris regresszió-analízist használtak, amely összefüggéseket talál az adatokban, és felépítették azt a modellt, amely megmutatta, hogy a kéregben található nagyjából 30 000 hely mindegyike hogyan reagált a filmklipekben látott 1700 objektum- és cselekvési kategóriára. Ezután a főkomponens-elemzést, egy statisztikai módszert alkalmazták, amely összefoglalhatja a nagy adathalmazokat, hogy megtalálják azt a „szemantikai teret”, amely minden vizsgálati alanynál közös volt.
Az eredményeket többszínű, többdimenziós térképeken mutatjuk be, amelyek bemutatják a több mint 1700 vizuális kategóriát és azok egymáshoz való viszonyát. Az azonos agyterületeket aktiváló kategóriák hasonló színűek - mutattak rá a kutatók. Például az emberek zöldek, az állatok sárgaek, a járművek rózsaszínek és ibolyák, az épületek pedig kékek.
"A szemantikus teret vizualizációs eszközként használva azonnal láttuk, hogy ezek a hihetetlenül bonyolult térképek kategóriákat képviselnek, amelyek sokkal többet borítanak az agyra, mint vártuk" - mondta Huth.
Forrás: Kaliforniai Egyetem, Berkeley
