Совсем недавно казавшееся фантастикой чтение мыслей стало немного ближе к реальности. Британские ученые достигли значительного прогресса в расшифровке мозговой активности, работающей на основе нейронов. Хотя пока они экспериментируют с мышами, их достижения открывают новые горизонты в понимании работы мозга.
Уникальный метод для изучения нейронной активности
В последние годы исследователи по всему миру ведут борьбу за реализацию идеи секретного чтения мыслей. Применяемые ранее методы, такие как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), предоставляли ограниченные результаты, поскольку действовали по принципу «широких мазков», фиксируя сразу целые группы нейронов.
Британская команда приняла более детальный подход, записывая данные о работе одиночных нейронов в зрительной коре мыши. Эта новая методика позволяет гораздо точнее следить за активностью отдельных клеток и извлекать данные, которые действительно отражают то, что происходит в мозге. Ведущий автор исследования доктор Джоэл Бауэр подчеркивает, что цель заключается в разработке универсального метода, позволяющего сопоставлять мозговую активность с реальностью.
Технология преобразования нейронных сигналов в изображения
Метод, разработанный командой, основан на динамической модели нейронного кодирования (DNEM), которая предсказывает, как каждый нейрон реагирует на фрагменты видео. Учитывая телесные движения и реакцию зрачков мыши, модель демонстрирует более точное восприятие воспринимаемого изображения.
Исследователи фиксировали локальные всплески уровня кальция — индикатора нейронной активности — и сравнивали с результатами предсказания для «пустого экрана». Алгоритм постепенно обновлял пиксели до тех пор, пока результаты не начали совпадать с тем, что на самом деле наблюдала мышь.
Впечатляющие результаты реконструкции видео
После обучения модели ученые предложили мышам новое видео, не входившее в предыдущую тренировочную выборку, и успешно воссоздали его на основе нейронных сигналов. Доктор Бауэр отметил, что качество реконструкции существенно зависело от числа отслеживаемых нейронов. В ходе эксперимента записывалась активность приблизительно 8 000 нейронов у каждой из лабораторных мышей.
Точность оценки проводилась с использованием методики пиксельной корреляции. Результаты нового метода продемонстрировали уровень корреляции 0,57, что примерно вдвое превосходит предыдущие попытки реконструкции статичных изображений, уровень которых составлял 0,24.
Специалисты также отметили, что мозг мыши не фиксирует окружающий мир как идеальная камера. Он постоянно интерпретирует информацию, чтобы адаптироваться к условиям окружающей среды, что открывает новые горизонты для дальнейших исследований в области нейронауки.
