Detalii hartă Modul în care creierul organizează datele vizuale
Harta, realizată prin modele de calcul ale datelor de imagini cerebrale colectate în timp ce voluntarii urmăreau ore întregi de clipuri de film, este ceea ce cercetătorii numesc „un spațiu semantic continuu”.
Unele relații între categorii au sens, oamenii și animalele împărtășind același „cartier semantic”, în timp ce altele sunt mai puțin evidente, cum ar fi holurile și gălețile, notează cercetătorii.
„Metodele noastre deschid o ușă care va duce rapid la o înțelegere mai completă și detaliată a modului în care este organizat creierul. Deja, vizualizatorul nostru online de creier pare să ofere cea mai detaliată privire vreodată asupra funcției vizuale și organizării unui singur creier uman ”, a declarat Alexander Huth, doctorand în neuroștiințe la UC Berkeley și autorul principal al studiului publicat în revista Neuron.
O înțelegere mai clară a modului în care creierul organizează aportul vizual poate ajuta la diagnosticul medical și tratamentul tulburărilor cerebrale, potrivit cercetătorului.
Aceste descoperiri pot fi, de asemenea, folosite pentru a crea interfețe creier-mașină, în special pentru sistemele de recunoaștere a imaginii faciale și alte, a adăugat el. Printre altele, acestea ar putea îmbunătăți capacitatea unui sistem de verificare automată a unui magazin alimentar de a recunoaște diferite tipuri de mărfuri.
„Descoperirea noastră sugerează că scanările cerebrale ar putea fi folosite în curând pentru a eticheta o imagine pe care o vede cineva și, de asemenea, ar putea ajuta la învățarea computerelor cum să recunoască mai bine imaginile”, a spus Huth, care a realizat un videoclip și un site web interactiv pentru a explica știința a ceea ce au descoperit cercetătorii.
S-a crezut multă vreme că fiecare categorie de obiect sau acțiune pe care o văd oamenii - oameni, animale, vehicule, aparate de uz casnic și mișcări - este reprezentată într-o regiune separată a cortexului vizual, a observat Huth. În acest ultim studiu, cercetătorii UC Berkeley au descoperit că aceste categorii sunt de fapt reprezentate în hărți foarte organizate, suprapuse, care acoperă până la 20% din creier, inclusiv cortecile somatosenzoriale și frontale.
Oamenii de știință au înregistrat activitatea creierului a cinci cercetători prin imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (RMN), în timp ce au urmărit fiecare două ore de clipuri de film. Scanările creierului au măsurat fluxul sanguin în mii de locații din creier.
Cercetătorii au folosit apoi analiza de regresie liniară regularizată, care găsește corelații în date, pentru a construi un model care să arate cum fiecare dintre cele aproximativ 30.000 de locații din cortex a răspuns la fiecare dintre cele 1.700 de categorii de obiecte și acțiuni văzute în clipurile filmului. Apoi, au folosit analiza componentelor principale, o metodă statistică care poate rezuma seturi mari de date, pentru a găsi „spațiul semantic” care era comun tuturor subiecților studiați.
Rezultatele sunt prezentate în hărți multicolore, multidimensionale, care arată cele peste 1.700 de categorii vizuale și relațiile lor între ele. Categoriile care activează aceleași zone ale creierului au culori similare, au subliniat cercetătorii. De exemplu, oamenii sunt verzi, animalele sunt galbene, vehiculele sunt roz și violet, iar clădirile sunt albastre.
„Folosind spațiul semantic ca instrument de vizualizare, am văzut imediat că categoriile sunt reprezentate în aceste hărți incredibil de complicate care acoperă mult mai mult din creier decât ne așteptam”, a spus Huth.
Sursa: Universitatea din California, Berkeley
