ترسیم مشاهدات توسط هوش مصنوعی

محققان توانستند با استفاده از رمزگشایی امواج مغزی توسط هوش مصنوعی، تصویری را که فرد در آن زمان به آن نگاه می‌کند ترسیم کنند. تیم انستیتو فیزیک و فناوری مسکو و شرکت روسی Neurobotics، برای توسعه‌ی دستگاه‌ها و روش‌های درمان اختلال شناختی و توانبخشی پس از سکته مغزی در پی درک چگونگی رمزگذاری اطلاعات توسط مغز هستند که یکی از جنبه‌های اصلی این پژوهش بررسی فعالیت مغز افراد هنگام مشاهده‌ی تصاویر با استفاده از داده‌های (EEG) است.

مغز انسان دارای میلیاردها سلول عصبی است. این سلول‌ها برای برقراری ارتباط با یکدیگر و دیگر سلول‌های بدن، پیام‌های عصبی رد و بدل می‌کنند. پیام‌های عصبی ماهیت الکتریکی-شیمیایی دارند که در اینجا ماهیت الکتریکی پیام‌های عصبی مدنظر است و به آن سیگنال الکتریکی گفته می‌شود. دامنه‌ی امواج مغزی قابل ثبت در سطح جمجمه بسیار ضعیف و در حدود 100-0 میکرو ولت و فرکانس آن‌ها در حدود 100-0/5 هرتز است. البته فرکانس متوسط امواج به تدریج با زیاد شدن درجه‌ی فعالیت مغز افزایش می‌یابد.

جهت ثبت سیگنال‌های الکتریکی مغز می‌توان از دستگاه EEG یا Electroencephalography استفاده کرد. این دستگاه با استفاده از الکترودهایی که در مکان‌های خاصی از سطح سر قرار می‌گیرند، سیگنال‌های الکتریکی مغز را ثبت می‌کنند و خروجی این الکترودها به ورودی تقویت‌کننده‌ی EEG متصل می‌شود و پس از انجام تقویت و حذف نویزها (بهبود سیگنال) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گریگوری راشکوف در یک بیانیه‌ی مطبوعاتی گفت: “مطالعه‌ی فرایندهای مغزی از طریق EEG مثل فهمیدن ساختار داخلی یک موتور بخار با تجزیه و تحلیل دود به جای مانده از قطار بخار است و ما انتظار نداشتیم که این اطلاعات برای بازسازی تصویری که توسط شخص مشاهده می‌شود، کافی باشد؛ اما مشخص شد که کاملاً ممکن است.”

آن‌ها به همین منظور کلاهک تحت پوشش الکترود EEG را بر روی سر شرکت‌کنندگان قرار دادند تا امواج مغزی آن‌ها را ثبت کنند. سپس هر یک از شرکت‌کنندگان به مدت 20 دقیقه قطعه‌های ویدیویی را که هرکدام به طول 10 ثانیه بود را تماشا کردند و با تجزیه و تحلیل داده‌های EEG نشان دادند که الگوهای امواج مغزی برای هر دسته از فیلم‌ها مجزا است.

برای مرحله‌ی بعدی تحقیقات، دانشمندان دو شبکه عصبی را توسعه دادند و این شبکه‌ها را train کردند تا با هم به گونه‌ای عمل کنند که سیگنال EEG را به تصاویر واقعی، شبیه به مواردی که شرکت‌کنندگان مشاهده می‌کردند تبدیل کنند و در نهایت توانستند بگویند که هر شرکت‌کننده، کدام یک از قطعه‌های فیلم‌ها را مشاهده کرده بود.

راشکوف در ادامه گفت: “براساس فناوری امروز، رابط‌های عصبی تهاجمی که توسط Elon Musk پیش‌بینی شده است با مشکلات جراحی و زوال سریع ناشی از فرایندهای طبیعی مواجه هستند به طوری که طی چند ماه اکسید می‌شوند و از بین می‌روند و ما امیدواریم بتوانیم رابط های عصبی مقرون به صرفه‌تر دیگری را که نیاز به کاشت نداشته باشند طراحی کنیم.”