Вчені відтворили відео з активності мозку: що показав експеримент

Група науковців з Університетського коледжу Лондона (UCL) зуміла відтворити 10-секундні відеоролики безпосередньо з активності зорової кори мозку мишей.

Про це пише РБК-Україна з посиланням на дослідження, опубліковане у фаховому віснику eLife.

Спроби розшифрувати зорові образи за допомогою томографії (фРТМ) проводилися на людях і раніше, проте вони дозволяли фіксувати лише загальні, усереднені зміни у великих зонах мозку.

Нова британська методика працює на значно глибшому - одноклітинному рівні.

Технічна частина дослідження базується на поетапному алгоритмі аналізу:

Реєстрація спалахів кальцію: для фіксації активності нейронів учені використали високоточний метод оптичної мікроскопії, який реагує на локальні сплески рівня кальцію у момент, коли конкретна клітина головного мозку надсилає електричний імпульс.

Врахування фізіології: спеціальна нейромережева модель кодування аналізувала активність клітин, паралельно враховуючи рухи самої миші та поточний діаметр її зіниць під час перегляду відео.

Генерація з "чистого аркуша": спеціальний алгоритм починав роботу з абсолютно порожнього чорного екрана і крок за кроком коригував пікселі доти, доки прогнозована моделлю реакція мозку на картинку не збігалася з реальними вимірами імпульсів тварини.

Як результат - ШІ зміг згенерувати точну копію 10-секундного ролика, який миша дивилася під час тесту.

При цьому для перевірки використовувалися абсолютно нові відео, які не застосовувалися під час попереднього навчання комп'ютерної моделі.

Дослідники помітили чітку закономірність: що більше індивідуальних нейронів підключали до зчитування даних, то вищими ставали фінальна чіткість та деталізація зображення.

Головна мета розробки - не лише трансляція зображень із голови, а вивчення фундаментальних відмінностей між реальною фізичною картинкою та тим, як її відображає жива нервова система.

Вчені наголошують, що у голові у живих істот немає ідеального дзеркального відображення світу. Зорова система людини й тварин діє як складний процесор, який навмисно деформує, зміщує та акцентує певні елементи інформації.

Такі відхилення від об'єктивної реальності є не технічною помилкою еволюції, а важливою адаптивною функцією, яка допомагає миттєво інтерпретувати загрози, фокусуватися на русі та доповнювати сенсорні дані для виживання.

Надалі дослідники планують розширити зону сканування кори, щоб створювати ширші та чіткіші панорами відтворюваних спогадів.

Ще більше цікавого:

• Природа цього не створила: чому вчені бояться "дзеркального" життя
• Екран, який бачить: вчені створили новий тип пікселя