Нов метод показва как мозъкът „вижда“ света
Учени от University College London успяха да възстановят кратки видеоклипове, гледани от лабораторни мишки, използвайки единствено данни от тяхната мозъчна активност. Изследването представлява нов напредък в областта на невронаукат и декодирането на мозъчни сигнали.
Екипът е успял да реконструира видеа с продължителност около 10 секунди, като анализира активността на невроните в зрителната кора на животните. Резултатите от изследването са публикувани в научното списание eLife.
Ръководителят на проучването Джоел Бауер от Sainsbury Wellcome Centre обяснява, че целта е била да се разработи по-точен метод за разбиране как мозъкът обработва визуалната информация.
В предишни подобни експерименти учените са използвали функционален магнитен резонанс, който измерва мозъчната активност при хора, докато гледат изображения или филми. Новото изследване обаче използва едноклетъчни записи на неврони, което позволява значително по-висока точност.
По време на експеримента учените наблюдават активността на отделни клетки в зрителната кора на мишките, докато те гледат видеоклипове. Използван е т.нар. динамичен модел за невронно кодиране, който прогнозира как конкретни неврони реагират на различни кадри от видеото.
За да се подобри точността на реконструкцията, изследователите са проследявали и промени в нивата на калций в клетките - индикатор за това кога даден неврон е активен. Моделът също така отчита физическото състояние на животното, включително движенията на тялото и разширяването на зениците.
Алгоритъмът започва с празно изображение и постепенно го променя, като сравнява реалната мозъчна активност с прогнозния модел. Така системата постепенно създава картина, която отразява визуалния стимул, наблюдаван от животното.
След обучение на модела учените са успели да генерират нови видеоклипове, използвайки единствено невронните сигнали, записани докато мишките гледат непознати за системата изображения.
Интересно откритие е, че реконструираните кадри разкриват и изкривяванията, които мозъкът създава при обработката на визуална информация. Според Бауер мозъкът не функционира като камера, а активно интерпретира и модифицира възприятията, като подчертава определени детайли и игнорира други.
Технологията може да помогне на учените да разберат по-добре как различните видове възприемат света, както и да изследват неврологични заболявания или зрителни нарушения, при които този процес на интерпретация се нарушава.
