Наука и Техника

Наука И Техника
29 апреля 2016

Новая карта мозга позволит читать мысли на уровне отдельных слов

Учёные из Университета Калифорнии в Беркли решили выяснить, как мозг реагирует на разные слова, о которых думает человек. Они поместили семерых добровольцев в функциональный магнитно-резонансный томограф (фМРТ) и дали им прослушать двухчасовую радиотрансляцию.

Наблюдая за движением крови (и кислорода) в сосудах головного мозга, специалисты смогли определить, какие области коры головного мозга реагируют на те или иные слова в историях, которые слушали участники исследования. К слову, среди добровольцев был и ведущий автор работы постдок Алекс Хут (Alex Huth).

Учёные обнаружили, что для самых разных людей из исследуемой группы "карты слов" в мозге были примерно одинаковыми, причём близкие по смыслу слова вызывали приток крови примерно к одним и тем же областям мозга. Так, названия цветов и прочие понятия, касающиеся визуальной информации, вызывали активацию зрительной коры головного мозга. Другие группы слов, например, имеющие отношения к семье или тактильным ощущениям, "проявлялись" в другой части мозга.

С помощью компьютерных алгоритмов исследователи нанесли произнесённые в радиотрансляции слова на модель левого и правого полушарий головного мозга испытуемых.

В данной работе полномасштабных исследований не проводилось, однако для той небольшой группы добровольцев, что приняла участие в эксперименте, карты слов в мозге оказались очень похожими. Даже в деталях.

В общей сложности учёные смогли выделить порядка 100 областей, каждая из которых содержала слова с определённым смыслом. При этом одни и те же слова (некоторые из предложенного списка) могут "встречаться" в разных частях двух полушарий. Например, слово "верх" проявляло себя не только в регионе, касающемся одежды и внешнего вида, но и в области, отвечающей за подсчёты и цифры.
Карты слов имели приблизительно одинаковую плотность распределения для двух полушарий. Это немного удивило исследователей, так как нейробиологи ассоциируют с обработкой языка прежде всего левое полушарие мозга.

"Созданные нами семантические модели хорошо прогнозируют ответную реакцию на слова в нескольких больших частях коры головного мозга, — рассказывает Хут. – Мы также получили возможность довольно точно определять, какой тип информации в какой части мозга обрабатывается. Вот почему эти карты так нам интересны. Они имеют огромный потенциал".

Напоминает чтение мыслей, не правда ли? Исследователи уже не первый год занимаются этой темой и достигли в этом отношении неплохих результатов (а в некоторых и весьма впечатляющих).
Работа группы Хута вносит свой немалый вклад. Ведь такого рода исследования позволят в дальнейшем разработать программы для общения с людьми, которые находятся в сознании, но не могут говорить, например, после инсульта или автомобильной аварии. Портативные сканеры могли бы отслеживать активность в их мозге, а компьютер затем интерпретировал бы то, что они хотят сказать.
Кроме того, понимание работы человеческого мозга позволит создать более производительные искусственные нейронные сети, которые также смогут интерпретировать информацию об окружающем мире без вмешательства человека.

Подробное описание работы (на английском языке) можно найти на этой странице. Статья авторов исследования вышла в издании Nature и даже удостоилась обложки нового выпуска журнала.

Тем временем работа учёных продолжается. "Хотя карты слов в мозге отдельных людей в целом похожи, присутствуют и существенные различия. Нам нужно провести новые исследования большего количества добровольцев из разных социальных групп, чтобы выявить эти различия и составить детальные карты", — говорит Джек Гэллант (Jack Gallant), глава лаборатории, в которой работает Хут и его коллеги.