Képeket olvastak ki közvetlenül az agyból

Képeket olvastak ki közvetlenül az agyból
 
 
Az agy MRI felvételeinek egy matematikai modellen keresztüli elemzésével lehetővé vált a gondolatok minden korábbinál pontosabb rekonstrukciója.

agy1.jpg
 
A funkcionális MRI letapogatókat elsődlegesen a különböző feladatok elvégzése során aktívvá váló agyterületek felderítéséhez használják a kognitív kutatásokban, a hollandiai Radboud Egyetemen azonban tettek egy további lépést is, a letapogató adataiból azt is meg tudják állapítani, hogy a tesztalany mit látott.

A kutatók "megtanították" modelljüket, hogyan felelnek meg az agyletapogatások kis 2x2x2 milliméteres egységei, az úgynevezett voxelek a pixeleknek, melynek köszönhetően rekonstruálhatóvá vált az egyén által látott kép. Az eredmény még korántsem egy éles kép, csupán egy homályos foltokból álló minta. A tanulmányban a kutatók kézzel írt betűket használtak. "Ezt követően valami újat csináltunk. Előzetes tudással ruháztuk fel a modellt, megtanítottuk vele, hogyan néznek ki a betűk. Ez nagyban fokozta a betűk felismerését. A modell összehasonlítja a betűket, megállapítva melyik felel meg leginkább a homályos képnek. Az eredmény a tényleges betű volt, egy valódi rekonstrukciót érve el" - magyarázta a kutatás vezetője, Marcel van Gerven.

Megközelítésük hasonló ahhoz, ahogy az agy maga kombinálja az előzetes ismereteket az érzékszervi információkkal. Például egy írott szöveg vonalait és hullámait csak azután ismerjük fel betűkként, miután megtanultunk olvasni. Van Gerven elmondta, csapatával pontosan ezt keresik, olyan modelleket, melyek visszaadják az agyban lezajló folyamatokat. Reményeik szerint sikerül olyan mértékig fejleszteniük a modelljeiket, hogy alkalmazhatóvá válnak a munkamemórián vagy a szubjektív élményeken, mint az álmok vagy a képzelet.

agy2.jpg

A további kutatásaikban egy nagyobb teljesítményű MRI letapogatóval fognak dolgozni, tette hozzá Sanne Schoenmakers, aki a gondolatok dekódolásának témakörén dolgozik. "A letapogató magasabb felbontásának köszönhetően reméljük, képesek leszünk nagyobb részletességű képekkel is alkalmazni modellünket. Jelenleg a betűk képeihez 1.200 voxelt kapcsolunk, a nagyobb teljesítményű letapogatóval azonban 15.000 voxelig is elmehetünk".

Korábban a Cerebral Cortex című folyóiratban publikált kutatás szerint tudós szakemberek egy képalkotási technológia segítségével sikeresen meg tudják határozni, hogy kire gondol az ember. Az agy fMRI leképezését követően olyan egyedi agyi aktivitási mintákat találtak, melyek azon egyéni karakterekhez vagy személyiségekhez köthetők, akikre a vizsgálati alanyok épp gondoltak.

A gondolatok leképezését célzó kutatások egyre jobb eredményeket képesek elérni. Az agyi szkenner segítségével a szakemberek olyan közvetlen agyi képeket képesek lefordítani, amelyek arra vonatkoznak, hogy a kísérleti alany hány embert látott az imént vagy akár, hogy mely emlékkép bukkant fel előtte. A tudósoknak még azt is sikerült elérniük, hogy pusztán az agyi aktivitás alapján sikeresen rekonstruáljanak egy olyan videót, amelyet az alany imént nézett. Nathan Sprang neurológus kutató és csapata arra volt kíváncsi, hogy képesek-e továbbvinni ezt a kutatási irányt: lehetséges-e a mentális képek alapján arra következtetni, hogy pontosan mit idéznek fel az alanyok a fejükben. A kísérlet célja az volt, hogy megértsék azt a fizikai mechanizmust, mely képessé teszi az embert arra, hogy belső világgal rendelkezzen, és hogy ezen belül, hogyan reprezentáljuk embertársainkat gondolatainkban.

agy3.jpg

A kísérleti alanyok négy személyleírást kaptak olyan egyénekről, akik valójában nem léteznek. A kutatók ennek a négy fiktív karakternek olyan jellegzetes pozitív illetve negatív tulajdonságokat adtak, melyek révén a személyiségtípusok jól elkülöníthetővé váltak, sőt még neveket is kaptak, hogy minél valósághűbbek legyenek. Ezt követően a kísérleti alanyokat arra kérték, hogy próbálják meg elképzelni, hogy ezek a fiktív karakterek hogyan viselkednének adott szituációkban: hogyan reagálnának, ha a bárban kiborul az italuk, vagy ha egy koldus megszólítja őket az utcán. Eközben a kísérleti alanyok agyát funkcionális mágnesen rezonancia képalkotási (fMRI) vizsgálatnak vetették alá, mely a véráramlás alapján méri az agyi aktivitást. A kutatók felfedezték, hogy mindegyik kitalált személyiségtípus egyedi agyi aktivitást váltott ki az agy azon részében, melyet mediális prefrontális kéregnek neveznek. Más szóval, a kutatók képesek voltak megmondani, hogy az alanyok kire gondoltak, s ezáltal ez az első olyan tanulmány, mely megmutatta, hogy lehetséges dekódolni az emberi gondolatot.

A mediális prefrontális kéreg az a régió, melynek segítségével képesek vagyunk következtetéseket levonni másokról. A kutatások alapján elmondható, hogy ez az az agyi terület, ahol a személyiségmodellek kódolva vannak s ahol összegyűjtésre és felülírásra kerülnek. Ez az agyi régió tesz minket képessé arra, hogy megértsük és kiszámítsuk társaink lehetséges viselkedését, valamint felkészüljünk a jövőre.

Az elülső mediális prefrontális kéregnek továbbá köze van az autizmushoz és más olyan rendellenességekhez, melyek a szociális interakcióban okoznak problémát. A kutatás alapján a tudósok arra következtetnek, hogy az ilyen rendellenességekkel rendelkezők nem képesek szabályos személyiségmodelleket felállítani embertársaikról. A szakemberek szerint e terület további vizsgálata nem csupán az ilyen és ehhez hasonló rendellenességek diagnosztizálását hanem gyógyítását is elősegíti a jövőben
 
Richpoi, 2013 augusztus 23.