Деталі карти Як мозок упорядковує візуальні дані
Карта, отримана за допомогою обчислювальних моделей зображень мозку, зібраних під час перегляду волонтерами годин відеокліпів, є тим, що дослідники називають "безперервним семантичним простором".
Деякі взаємозв'язки між категоріями мають сенс, оскільки люди та тварини мають однакове "семантичне сусідство", тоді як інші менш очевидні, наприклад, коридори та відра, зазначають дослідники.
«Наші методи відкривають двері, які швидко приведуть до більш повного та детального розуміння того, як організований мозок. Уже зараз наш Інтернет-переглядач мозку надає найбільш детальний погляд на візуальну функцію та організацію єдиного мозку людини ”, - сказав Олександр Хат, докторант з нейронауки в університеті Берклі та провідний автор дослідження, опублікованого в журналі Нейрон.
На думку дослідника, більш чітке розуміння того, як мозок організовує візуальне введення, може допомогти у медичній діагностиці та лікуванні мозкових розладів.
Ці висновки також можуть бути використані для створення інтерфейсів мозок-машина, особливо для обличчя та інших систем розпізнавання зображень, додав він. Крім усього іншого, вони могли б покращити здатність продуктового магазину розпізнавати різні види товарів.
"Наше відкриття припускає, що сканування мозку незабаром може бути використано для позначення зображення, яке хтось бачить, а також може допомогти навчити комп'ютери кращому розпізнаванню зображень", - сказав Хат, який створив відео та інтерактивний веб-сайт, щоб пояснити науку про те, що виявили дослідники.
Довго вважалося, що кожна категорія об'єкта чи дії, яку бачать люди - людей, тварин, транспортних засобів, побутових приладів та рухів, - представлена в окремій зоні зорової кори, зазначив Хат. У цьому останньому дослідженні дослідники UC Berkeley виявили, що ці категорії насправді представлені у високоорганізованих картах, що перекриваються, що охоплюють до 20 відсотків мозку, включаючи соматосенсорні та лобові кори.
Вчені зафіксували мозкову активність п'яти дослідників за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ), коли кожен дивився по дві години на відеокліпи. Мозок сканує вимірюваний кровотік у тисячах місць у мозку.
Потім дослідники використовували регуляризований лінійний регресійний аналіз, який знаходить кореляцію даних, щоб побудувати модель, що показує, як кожне з приблизно 30 000 розташувань в корі реагувало на кожну з 1700 категорій об’єктів та дій, побачених у відеокліпах. Далі вони використали аналіз основних компонентів, статистичний метод, який може узагальнити великі масиви даних, щоб знайти „семантичний простір”, який був загальним для всіх досліджуваних.
Результати представлені на різнокольорових багатовимірних картах, що показують понад 1700 візуальних категорій та їх взаємозв'язок між собою. Категорії, що активізують одні й ті ж області мозку, мають подібні кольори, вказували дослідники. Наприклад, люди зелені, тварини жовті, транспортні засоби рожево-фіолетові, а будівлі сині.
"Використовуючи семантичний простір як інструмент візуалізації, ми відразу побачили, що категорії представлені на цих неймовірно складних картах, які охоплюють набагато більше мозку, ніж ми очікували", - сказав Хат.
Джерело: Каліфорнійський університет, Берклі
