Iespēju kontrolēt domas vienā vai otrā formā ir plaši izmantojuši daudzu zinātniskās fantastikas romānu autori. Bet nesen garīgo attēlu vizualizācija vairs nav piederīga fantāzijas jomai.
2000. gadu sākumā, izmantojot fMRI, tika veikti pirmie mēģinājumi "mainīt retinotopiju" (retinotopija ir sakārtota tīklenes projekcija uz smadzeņu garozas redzes zonu). Sākumā mēģinājumi bija diezgan kautrīgi: subjektiem tika parādīti attēli un vienlaikus ar fMRI tika iegūti dati par dažādu smadzeņu reģionu aktivitāti. Apkopojot nepieciešamo statistiku, pētnieki mēģināja atrisināt apgriezto problēmu - uzminēt, ko cilvēks skatās, izmantojot smadzeņu aktivitātes karti.
Vienkāršos attēlos, kur galveno lomu spēlēja telpiskā orientācija, objektu atrašanās vieta vai to kategorija, viss darbojās diezgan labi, taču tas joprojām bija ļoti tālu no "tehniskās telepātijas". Bet 2008. gadā zinātnieki no Bērklijas Kalifornijas universitātes Neirozinātņu institūta psiholoģijas profesora Džeka Gallanta vadībā mēģināja izdarīt šo triku ar fotogrāfijām. Viņi sadalīja izpētīto smadzeņu zonu mazos elementos - vokseļos (3D elementos) - un izsekoja viņu darbību, kamēr subjektiem (viņu lomās bija divi darba autori) tika parādītas 1750 dažādas fotogrāfijas.
Balstoties uz šiem datiem, zinātnieki izveidoja datora modeli, kuru viņi "apmācīja", parādot 1000 citas fotogrāfijas un kā izvadi saņemot 1000 dažādus vokseļu aktivizēšanas modeļus. Izrādījās, ka subjektiem parādot vienas un tās pašas 1000 fotogrāfijas un salīdzinot viņu smadzenēs uzņemtos modeļus ar tiem, kurus prognozē dators, ar diezgan lielu precizitāti (līdz 82%) ir iespējams noteikt, kuru fotogrāfiju cilvēks aplūko.
Reklāmas video:
Kustīgi attēli
2011. gadā pētnieku grupa, kuru vadīja tas pats profesors Gallants no Kalifornijas universitātes Bērklijā, sasniedza ievērojami interesantākus rezultātus. Parādot subjektiem 7200 sekundes ilgu "apmācības" filmu klipu, pētnieki izpētīja vairāku smadzeņu vokseļu aktivitāti, izmantojot fMRI. Bet šeit viņi saskaras ar nopietnu problēmu: fMRI reaģē uz skābekļa absorbciju smadzeņu audos - hemodinamiku, kas ir daudz lēnāks process nekā izmaiņas nervu signālos. Nav īsti svarīgi pētīt reakciju uz nekustīgiem attēliem - fotoattēlu var parādīt dažas sekundes, bet ar dinamiskiem video rodas nopietnas problēmas. Tāpēc zinātnieki ir izveidojuši divpakāpju modeli,kas savieno lēnu hemodinamiku un ātrus redzes uztveres neirālos procesus.
Pēc sākotnējā smadzeņu "reakcijas" uz dažādiem videoklipiem datora modeļa izveidošanas pētnieki to apmācīja, izmantojot 18 miljonus vienas sekundes videoklipus, kas nejauši izvēlēti no YouTube. Tad subjektiem tika parādītas "testa" filmas (izņemot "apmācības"), pētot smadzeņu darbību, izmantojot fMRI, un dators, kas tika atlasīts no šiem 18 miljoniem simts klipiem, kas izraisīja vistuvāko darbības modeli, pēc tam tas vidēji aprēķināja attēlu šajos klipos un izveidoja "vidējo" rezultāts ". Korelācija (sakritība) starp attēlu, ko cilvēks redz, un attēlu, ko ģenerē dators, bija aptuveni 30%. Bet pirmajam "prāta lasījumam" tas ir ļoti labs rezultāts.
Gulēt rokā
Bet daudz nozīmīgāki šķiet japāņu pētnieku sasniegumi Telekomunikāciju pētniecības institūta Neirozinātņu laboratorijā Kioto, Zinātnes un tehnoloģijas institūtā Nārā un Nacionālajā informācijas un komunikāciju tehnoloģiju institūtā Kioto. 2013. gada maijā viņi zinātnē publicēja vizuālo attēlu neirālu dekodēšanu miega laikā. Jā, zinātnieki ir iemācījušies sapņot. Precīzāk, nevis redzēt, bet spiegot!
Ir vairāki veidi, kā "redzēt" to, kas notiek dzīva cilvēka smadzenēs. Elektroencefalogrāfijā (EEG) tiek izmantoti vāju elektrisko potenciālu mērījumi galvas ādā, savukārt magnetoencefalogrāfija (MEG) reģistrē ļoti vājus magnētiskos laukus. Šīs metodes ļauj izsekot smadzeņu kopējo elektrisko aktivitāti ar augstu izšķirtspēju laikā (milisekundēs). Pozitronu emisijas tomogrāfija (PET) ļauj redzēt noteiktu smadzeņu darba zonu darbību, izsekojot iepriekš ievadītas vielas, kas satur radioaktīvos izotopus. Funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (fMRI) metode ir balstīta uz faktu, ka oksihemoglobīns asinīs, kas pārvadā skābekli audos, pēc magnētiskajām īpašībām atšķiras no deoksihemoglobīna, kas jau ir atteicies no skābekļa. FMRI var izmantot, lai redzētu aktīvās smadzeņu zonasskābekli absorbējošs. Šīs metodes telpiskā izšķirtspēja ir milimetri, un laicīgais - sekundes frakciju secībā.
Ierakstot smadzeņu darbības signālus, izmantojot fMRI, trīs subjekti tika pamodināti (apmēram 200 reizes) sekla miega stadijās un lūdza aprakstīt pēdējā sapņa saturu. No pārskatiem tika identificētas galvenās kategorijas, kuras, izmantojot leksisko datu bāzi WordNet, tika apvienotas semantiski līdzīgu terminu (sinhronu) grupās, kas sakārtotas hierarhiskās struktūrās. FMRI dati (deviņas sekundes pirms pamodināšanas) tika sakārtoti pēc synset. Lai apmācītu atpazīšanas modeli, nomodā subjektiem tika parādīti attēli no ImageNet datu bāzes, kas atbilst sinhronizācijām, un tika pētīta smadzeņu aktivitātes karte redzes garozā. Pēc tam dators ar 60-70% varbūtību varēja paredzēt to, ko cilvēks redz sapnī, pamatojoties uz dažādu smadzeņu reģionu darbību. Tas, starp citu, norāda uz toka cilvēks sapņo, izmantojot tās pašas redzes garozas zonas, kuras izmanto normālai nomoda redzei. Tieši tāpēc sapņus mēs vispār redzam, zinātnieki vēl nevar pateikt.
Dmitrijs Mamontovs