Neurovetenskapsmän har återskapat dynamiska visuella bilder som dök upp i huvudet medan de tittade på slumpvis utvalda videor. I framtiden kommer sådan teknik att hjälpa läkare att titta på patienternas hallucinationer på skärmen och rika excentriker - ladda upp sina drömmar till YouTube
Ett fantastiskt resultat erhölls vid University of California i Berkeley: ämnena visades olika videor från YouTube (fragment av filmer, trailers etc.), medan den magnetiska resonansavbildningsmaskinen registrerade i detalj aktiviteten hos celler i olika delar av den visuella cortex. Med hjälp av denna information kunde forskarna rekonstruera de visade ramarna i färg och dynamik (se den imponerande videon i slutet av materialet).
Kvaliteten på dessa rekonstruerade klipp kan tyckas obetydlig för vissa, men det är ojämförligt bättre och mer exakt än vad som erhölls "från huvudet" hos en person i det första experimentet av denna typ.
Forskarna som skapade det nya programmet för erkännande av mentala bilder i själva verket förvandlade sig som experimentella ämnen, eftersom de var tvungna att spendera många timmar åt gången inuti tomografen.
Till att börja med registrerade forskarna en bild av hjärnaktivitet medan de tittade på ett antal trailers med Hollywood-filmer. Biologer har byggt en 3D-datormodell av hjärnan med grupper av celler (voxels) och registrerat hur varje voxel reagerar på förändringar i form och rörelse av objekt på skärmen. Så det var möjligt att få en grov korrespondens av visuell information och processen för dess behandling i hjärnbarken.
För att testa och finjustera algoritmen matade forskare honom tusentals timmar från miljoner videor som slumpmässigt tagits från samma YouTube-tjänst och fick motsatt resultat - en simulerad hjärnaktivitet som skulle observeras om en person tittade på dessa videor.
Ramar från filmerna och till höger - de är desamma, men tagna från observatörens huvud
Kampanjvideo:
Slutligen vändes algoritmen igen. När människor tittade på en testvideo i en tomograf tog datorn upp 100 klipp från webben, vilket troligen orsakade en sådan bild av cellaktivitet. Sedan, sekund för sekund, blandade programmet ramar från dessa klipp och fick en oskarp resulterande film, som sammanföll bra med vad personen iakttog i verkligheten.
(Detaljer om experimentet finns i en artikel i Aktuell biologi och ett pressmeddelande från universitetet.)
"Så här öppnar vi ett fönster till biografen som går i våra tankar," säger medförfattaren Jack Gallant. Förresten, är Gallant känd för oss från sin erfarenhet av erkännande med hjälp av hjärnskanning av de sett fotografierna.
Forskare förklarar varför sinneigenkänning med magnetisk tomografi är svår att implementera. Ett av problemen är att skannern registrerar förändringar i blodflödet genom cortex, och de förekommer mycket långsammare än nervsignaler förändras.
Därför kunde ett sådant trick bara utföras med statiska bilder. "Vi löste problemet genom att skapa en tvåstegsmodell som beskriver nervceller och blodflödessignaler separat", säger Shinji Nishimoto, huvudförfattare till studien.
Det kan ta ett decennium för den nya tekniken att tillämpas praktiskt. Men redan i denna råa form kan den hjälpa neurofysiologer att bättre förstå vad som händer i det mänskliga huvudet.
Leonid Popov
