Evnen til at kontrollere tanker i en eller anden form er blevet vidt brugt af forfatterne af adskillige science fiction-romaner. Men for nylig er visualisering af mentale billeder ophørt med at tilhøre fantasieriget.
I de tidlige 2000'ere blev fMRI brugt til at gøre de første forsøg på "omvendt retinotopi" (retinotopi er en ordnet fremspring af nethinden på det visuelle område af hjernebarken). Først var forsøgene temmelig sky: forsøgspersonerne blev vist billeder og tog samtidig data om aktiviteten i forskellige hjerneområder ved hjælp af fMRI. Efter at have samlet den nødvendige statistik forsøgte forskerne at løse det omvendte problem - at gætte, hvad en person ser på ved hjælp af kortet over hjerneaktivitet.
I enkle billeder, hvor hovedrollen blev spillet af rumlig orientering, placeringen af objekter eller deres kategori, fungerede alt ret godt, men det var stadig meget langt fra "teknisk telepati". Men i 2008 forsøgte forskere fra Institute of Neurosciences ved University of California i Berkeley, ledet af psykologiprofessor Jack Gallant, at gøre dette trick med fotografier. De delte det studerede område af hjernen i små elementer - voxels (3D-elementer) - og spores deres aktivitet, mens emnerne (i deres rolle blev spillet af to forfattere af værket) blev vist 1.750 forskellige fotografier.
Baseret på disse data byggede forskerne en computermodel, som de "trænede" ved at vise 1000 andre fotografier og modtage 1000 forskellige voxelaktiveringsmønstre som output. Det viste sig, at det ved at vise de samme 1000 fotografier til emnerne og sammenligne mønstre taget fra deres hjerner med dem, der er forudsagt af computeren, er det muligt med en ret høj nøjagtighed (op til 82%) at bestemme, hvilket fotografi en person ser på.
Salgsfremmende video:
Flytning af billeder
I 2011 opnåede et team af forskere ledet af den samme professor Gallant fra University of California i Berkeley markant mere interessante resultater. Ved at vise individer 7200 sekunders "træning" -filmklip undersøgte forskerne aktiviteten af flere hjernevoxler ved hjælp af fMRI. Men her står de over for et alvorligt problem: fMRI reagerer på absorption af ilt fra hjernevæv - hæmodynamik, hvilket er en meget langsommere proces end ændringer i nervesignaler. Det betyder ikke noget for at studere reaktion på stillbilleder - et foto kan vises i et par sekunder, men med dynamiske videoer opstår der alvorlige problemer. Derfor har forskere skabt en totrinsmodel,som forbinder langsom hæmodynamik og hurtige neurale processer med visuel opfattelse.
Efter at have opbygget en indledende computermodel af hjernens "respons" på forskellige videoer, uddannede forskerne den ved hjælp af 18 millioner videoer på et sekund tilfældigt valgt fra YouTube. Derefter blev forsøgspersonerne vist "test" -film (bortset fra "træning"), der studerede hjerneaktivitet ved hjælp af fMRI, og computeren blev valgt blandt disse 18 millioner hundreder af klip, der forårsagede det nærmeste aktivitetsmønster, hvorefter det var gennemsnittet af billedet på disse klip og producerede "gennemsnittet" resultat". Korrelationen (sammenfald) mellem det billede, personen ser, og det, der genereres af computeren, var omkring 30%. Men for den første "tankelæsning" er dette et meget godt resultat.
Sov i hånden
Men resultaterne af japanske forskere ved Neuroscience Laboratory ved Telekommunikationsforskningsinstituttet i Kyoto, Science and Technology Institute i Nara og National Institute of Information and Communication Technology i Kyoto ser ud til at være langt mere betydningsfulde. I maj 2013 offentliggjorde de Neural Decoding of Visual Images under Sleep in Science. Ja, forskere har lært at drømme. Mere præcist ikke for at se, men for at spionere!
Der er flere måder at "se" hvad der sker i hjernen hos en levende person. Elektroencephalography (EEG) bruger målinger af svage elektriske potentialer ved overfladen af hovedbunden, mens magnetoencephalography (MEG) registrerer meget svage magnetiske felter. Disse metoder giver dig mulighed for at spore hjernens samlede elektriske aktivitet med en høj tidsmæssig opløsning (enheder på millisekunder). Positron emission tomography (PET) giver dig mulighed for at se aktiviteten i specifikke områder af arbejdshjernen ved at spore tidligere injicerede stoffer, der indeholder radioaktive isotoper. Metoden til funktionel magnetisk resonansafbildning (fMRI) er baseret på det faktum, at oxyhemoglobin i blodet, der fører ilt til væv, adskiller sig i dets magnetiske egenskaber fra deoxyhemoglobin, der allerede har opgivet ilt. FMRI kan bruges til at se de aktive områder i hjerneniltabsorberende. Den rumlige opløsning af denne metode er millimeter, og den tidsmæssige - af rækkefølgen af brøkdele af et sekund.
Optagelse af signaler om hjerneaktivitet ved hjælp af fMRI, tre personer blev vækket (ca. 200 gange) i faser af lavvandet søvn og blev bedt om at beskrive indholdet af den sidste drøm. Nøglekategorier blev identificeret fra rapporterne, som ved hjælp af WordNet leksikale database blev kombineret i grupper af semantisk lignende udtryk (synsets), organiseret i hierarkiske strukturer. FMRI-data (ni sekunder før vågnen) blev sorteret efter synset. For at træne genkendelsesmodellen blev der vist vågne emner billeder fra ImageNet-databasen svarende til synsets, og et kort over hjerneaktivitet i den visuelle cortex blev undersøgt. Derefter kunne computeren med en sandsynlighed på 60-70% forudsige, hvad en person ser i en drøm baseret på aktiviteten i forskellige hjerneområder. Dette indikerer i øvrigt detat en person drømmer om at bruge de samme områder i den visuelle cortex, der bruges til normalt vågent syn. Det er netop derfor, vi overhovedet ser drømme, kan forskere endnu ikke sige.
Dmitry Mamontov