Noua tehnică creează imagini din activitatea creierului a percepțiilor
Neurologii de la Universitatea din Toronto Scarborough au dezvoltat o tehnică de imagistică care poate reconstitui imagini a ceea ce percep oamenii pe baza activității lor cerebrale adunate de EEG.
Mai exact, noua metodă este capabilă să reconstruiască digital imaginile văzute de subiecții testați pe baza datelor electroencefalografice (EEG).
„Când vedem ceva, creierul nostru creează o percepție mentală, care este în esență o impresie mentală a acelui lucru. Am reușit să surprindem această percepție folosind EEG pentru a obține o ilustrare directă a ceea ce se întâmplă în creier în timpul acestui proces ”, spune Dan Nemrodov, un coleg postdoctoral în laboratorul lui Adrian Nestor.
Pentru studiu, subiecților de test conectați la echipamentul EEG li s-au arătat imagini ale fețelor. Activitatea lor cerebrală a fost înregistrată și apoi utilizată pentru a recrea digital imaginea în mintea subiectului folosind o tehnică bazată pe algoritmi de învățare automată.
Nu este pentru prima dată cercetătorii care au reușit să reconstruiască imagini bazate pe stimuli vizuali folosind tehnici de neuroimagistică, deoarece investigațiile anterioare au reconstituit imaginile faciale din imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI). Cu toate acestea, această nouă cercetare este prima care folosește datele EEG.
În timp ce tehnici precum fMRI - care măsoară activitatea creierului prin detectarea modificărilor fluxului sanguin - pot obține detalii mai fine despre ceea ce se întâmplă în anumite zone ale creierului, EEG are un potențial practic mai mare, având în vedere că este mai comun, portabil și mai ieftin în comparație.
EEG are, de asemenea, o rezoluție temporală mai mare, ceea ce înseamnă că poate măsura cu detalii modul în care o percepție se dezvoltă în timp până la milisecunde, explică Nemrodov.
„RMN captează activitatea la scara de timp de secunde, dar EEG captează activitatea la scara de milisecunde. Așadar, putem vedea cu detalii foarte fine cum se dezvoltă percepția unei fețe în creierul nostru folosind EEG ”, spune el. De fapt, cercetătorii au reușit să estimeze că este nevoie de creierul nostru aproximativ 170 de milisecunde (0,17 secunde) pentru a forma o bună reprezentare a unei fețe pe care o vedem.
Acest studiu oferă validarea faptului că EEG are potențial pentru acest tip de reconstrucție a imaginii, notează Nemrodov, lucru pe care mulți cercetători l-au îndoit că este posibil, având în vedere limitele sale aparente. Utilizarea datelor EEG pentru reconstrucția imaginii are un mare potențial teoretic și practic din punct de vedere neurotehnologic, mai ales că este relativ ieftin și portabil.
În ceea ce privește pașii următori, se lucrează în prezent pentru a testa modul în care reconstrucția imaginii pe baza datelor EEG ar putea fi realizată folosind memoria și aplicată unei game mai largi de obiecte dincolo de fețe. Dar, în cele din urmă, ar putea avea și aplicații clinice pe scară largă.
„Ar putea oferi un mijloc de comunicare pentru persoanele care nu pot comunica verbal. Nu numai că ar putea produce o reconstrucție neuronală a ceea ce percepe o persoană, ci și a ceea ce își amintește și își imaginează, a ceea ce vrea să exprime ”, spune asistentul profesor Adrian Nestor.
„Ar putea avea și utilizări criminalistice pentru aplicarea legii în colectarea informațiilor martorilor oculari asupra potențialilor suspecți, mai degrabă decât să se bazeze pe descrieri verbale furnizate unui artist de schiță”.
Cercetarea, care va fi publicată în jurnal eNeuro, a fost finanțat de Consiliul de Cercetări în Științe Naturale și Inginerie din Canada (NSERC) și de un premiu Connaught New Researcher.
„Ceea ce este cu adevărat interesant este că nu reconstituim pătrate și triunghiuri, ci imagini reale ale feței unei persoane și asta implică o mulțime de detalii vizuale cu granulație fină”, adaugă Nestor.
Faptul că putem reconstrui ceea ce experimentează cineva vizual pe baza activității creierului său deschide o mulțime de posibilități. Dezvăluie conținutul subiectiv al minții noastre și oferă o modalitate de a accesa, explora și partaja conținutul percepției, memoriei și imaginației noastre ”.
Sursa: Universitatea din Toronto
