Физиологи научились различать буквы в мозгу читающего человека
Ученые впервые смогли «заглянуть» в мысли читающего человека и по активности его мозга воссоздать буквы, которые он видит перед собой. В дальнейшем с помощью аналогичного метода можно будет работать и с более сложными визуальными объектами.
Результаты исследования, проведенного нидерландскими физиологами из Университета Неймегена, опубликованы в журнале Neuroimage.
В последние годы специалисты разных стран активно работают над расшифровкой мозговой активности. Сначала ученые определяют, какие участки мозга возбуждаются при тех или иных действиях или эмоциях человека или животного, а затем пытаются проделать всё в обратной последовательности - по характеру мозговой активности предсказать, что в данный делает или о чем думает исследуемое существо.
Авторы статьи решили пойти еще дальше - они попробовали визуализировать объекты, которые видит человек, исходя из активности его зрительной коры. Первым делом исследователи выяснили, как меняется характер трехмерного скана мозга в зависимости от изменений отдельных пикселей в изображениях, на которые смотрит человек. Затем они разработали специальный математический алгоритм, позволяющий переводить вокселы (трехмерные пиксели) скана мозга обратно в пиксели рисунка, находящегося перед глазами испытуемого.
Ученые работали с одними из простейших визуальных объектов - с буквами. Они показывали испытуемому листок с написанной от руки буквой, одновременно проводя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) его мозга. На основе получившихся трехмерных сканов мозга специальная программа воссоздавала на экране компьютера букву, находящуюся в данный момент в поле зрения человека.
В ходе эксперимента исследователи смогли добиться впечатляющих результатов - по активности мозга им удалось достаточно точно реконструировать форму букв. Например, испытуемому показывали латинскую букву B, написанную немного по-разному, и каждый раз по фМРТ программа успешно воссоздавала различные варианты ее написания. Кроме того, ученые смогли воссоздать даже целое слово - BRAINS («мозги»), которое читал испытуемый.
В дальнейшем авторы статьи планируют поработать с трехмерными сканами мозга большего разрешения. Возможно, в этом случае им удастся визуализировать на основе фМРТ еще более сложные визуальные объекты, оказавшиеся в перед глазами человека. «Сейчас мы получали изображения букв на основе 1200 вокселов в скане мозга, но более мощный томограф позволит нам выстраивать изображения по 15 000 вокселей», -- рассказала Санни Шонмакерс, одна из исследователей.