Сны можно будет выкладывать на YouTube
Ученые на шаг приблизились к пониманию того, как человеческий мозг обрабатывает визуальную информацию
Ученым из Института нейрологии Калифорнийского университета в Беркли впервые удалось, сканируя мозговую активность, частично воссоздавать динамичные изображения, которые видит человек. До чтения мыслей в привычном понимании дело, конечно, пока не дошло, да и не в этом конечная цель проекта. Важно то, что ученые на шаг приблизились к пониманию того, как человеческий мозг обрабатывает визуальную информацию, и смогли до определенной степени смоделировать этот процесс на компьютере.
В основе технологии лежит функциональная магниторезонансная томография (ФМРТ), которой ученые-нейрологи пользуются уже много лет. ФМРТ позволяет видеть изменения кровотока в различных участках мозга. По этим показателям можно определять, как воздействует на мозговые клетки статичная картинка, на которую смотрит испытуемый человек. Однако для опытов с быстро меняющимися изображениями (видео) эта технология считалась принципиально непригодной, поскольку следить за кровотоком "в динамике" она не позволяет. Поэтому ученые из Беркли совместили ее с компьютерными моделями. ФМРТ-снимки делят мозг на кубические секторы — так называемые воксели. Задачей ученых было построить "модель поведения" для каждого из вокселей, определить, какие реакции вызывают в них визуальные раздражители, а потом объединить эти модели в комплекс. Получилась сложная программа, позволяющая не только наблюдать, что происходит в мозге человека, когда его глаза воспринимают формы, фигуры и их перемещение в кадре видеоизображения, но и на основе этих данных реконструировать изображения, увиденные человеком.
Качество этих реконструкций, как показали испытания, далеко от совершенства. Например, когда участникам эксперимента показывали видеоролик, где в кадре идет слон, компьютер воссоздавал увиденное как большое черное облако. Когда один из участников эксперимента просматривал ролик с участием актера Стивена Мартина в белой рубашке, компьютер изобразил размытый силуэт движущегося человека с торсом белого цвета. Однако даже эти скромные результаты вселяют в специалистов большой оптимизм. "Это одно из самых впечатляющих свидетельств научного познания принципов работы визуальных систем, — говорит о работе коллег Марсель Джаст, ученый из университета Карнеги-Меллон. — Я бы заплатил $50 или $100, чтобы посмотреть на свои сны даже при таком качестве изображения".
Нейролог Райнер Гебль из Маастрихтского университета, впрочем, считает, что результаты, которых добились специалисты из Беркли, еще не являются принципиальным доказательством того, что в один прекрасный день ученые научатся "видеть мысли". По его словам, видеореконструкции, которые продемонстрировали американцы, возникли в результате внешней стимуляции мозга — в данном случае при просмотре видеоролика. А о визуализации мыслей, снов или воспоминаний можно будет говорить лишь тогда, когда удастся воссоздавать картины, возникающие в результате внутренних психических процессов.
Но если "видеть мысли" технологии еще не позволяют, то "слышать" их они уже в принципе способны. Год назад группа ученых из университета Юты опубликовала в Journal of Neural Engineering результаты эксперимента по сонификации (преобразованию в звуковую форму) сигналов мозга. Опыты проводились на добровольце, страдающем тяжелой формой эпилепсии. Ученые внедрили ему под череп сеть из микроэлектродов и попросили по нескольку раз повторять про себя десять слов — "да", "нет", "горячо", "холодно", "голоден", "испытываю жажду", "привет", "до свидания", "больше", "меньше". Эти слова были выбраны как наиболее нужные для общения парализованного человека с внешним миром. Наблюдая за приборами, ученые попытались понять, какие сигналы мозга соответствуют каждому из этих слов. Так, сравнивая сигналы мозга от слов попарно, например, "да" и "нет", им удалось правильно понять слово в 76–90% случаев. Однако распознать все десять слов подряд оказалось попыткой не совсем удачной: вероятность правильного понимания составила лишь 28–48%. Однако ученые считают, что они на правильном пути, и продолжают работу над улучшением точности восприятия сигналов и расширением "словаря".