Podrobnosti zemljevida Kako možgani organizirajo vizualne podatke
Zemljevid, ki je bil dosežen z računskimi modeli podatkov o slikanju možganov, zbranih med prostovoljnim gledanjem ur filmskih posnetkov, je tisto, kar raziskovalci imenujejo "neprekinjen semantični prostor".
Nekateri odnosi med kategorijami so smiselni, saj imajo ljudje in živali isto "pomensko sosesko", druge pa so manj očitne, na primer hodniki in vedra, ugotavljajo raziskovalci.
»Naše metode odpirajo vrata, ki bodo hitro pripeljala do popolnejšega in podrobnejšega razumevanja organizacije možganov. Zdi se, da že naš spletni pregledovalnik možganov ponuja najbolj podroben pogled na vizualno funkcijo in organizacijo posameznih človeških možganov, «je povedal Alexander Huth, doktorski študent nevroznanosti na UC Berkeley in vodilni avtor študije, objavljene v reviji Nevron.
Po mnenju raziskovalca lahko jasnejše razumevanje, kako možgani organizirajo vizualni vnos, pomaga pri medicinski diagnozi in zdravljenju možganskih motenj.
Te ugotovitve je mogoče uporabiti tudi za ustvarjanje vmesnikov možgan-stroj, zlasti za obrazne in druge sisteme za prepoznavanje slik, je dodal. Med drugim bi lahko izboljšali sposobnost sistema za samostojno nakupovanje v trgovinah, da prepozna različne vrste blaga.
"Naše odkritje kaže, da bi lahko skeniranje možganov kmalu uporabili za označevanje slike, ki jo nekdo vidi, in lahko pomaga tudi pri poučevanju računalnikov, kako bolje prepoznati slike," je dejal Huth, ki je ustvaril video in interaktivno spletno mesto, da bi razložil znanost o tem, kaj so ugotovili raziskovalci.
Že dolgo se je mislilo, da je vsaka kategorija predmeta ali dejanja, ki ga vidijo ljudje - ljudje, živali, vozila, gospodinjski aparati in gibi - zastopana v ločeni regiji vidne skorje, je opozoril Huth. V tej najnovejši študiji so raziskovalci UC Berkeley ugotovili, da so te kategorije dejansko zastopane v zelo organiziranih, prekrivajočih se zemljevidih, ki pokrivajo kar 20 odstotkov možganov, vključno s somatosenzoričnimi in čelnimi skorjami.
Znanstveniki so s pomočjo funkcionalne magnetne resonance (fMRI) posneli možgansko aktivnost petih raziskovalcev, ko so si ogledali po dve uri filmskih posnetkov. Možgani skenirajo merjeni pretok krvi na tisočih mestih po možganih.
Nato so raziskovalci uporabili regularizirano linearno regresijsko analizo, ki v podatkih najde korelacije, za izdelavo modela, ki prikazuje, kako se je vsaka od približno 30.000 lokacij v skorji odzvala na vsako od 1.700 kategorij predmetov in dejanj, ki jih vidimo v filmskih posnetkih. Nato so z analizo glavnih komponent, statistično metodo, ki lahko povzame velike nabore podatkov, našli "semantični prostor", ki je bil skupen vsem preiskovancem.
Rezultati so predstavljeni v raznobarvnih večdimenzionalnih zemljevidih, ki prikazujejo več kot 1.700 vizualnih kategorij in njihov medsebojni odnos. Raziskovalci so poudarili, da imajo kategorije, ki aktivirajo enaka možganska področja, podobne barve. Na primer, ljudje so zeleni, živali so rumene, vozila so roza in vijolična, stavbe pa modre.
"Z uporabo semantičnega prostora kot orodja za vizualizacijo smo takoj videli, da so kategorije zastopane na teh neverjetno zapletenih zemljevidih, ki pokrivajo veliko več možganov, kot smo pričakovali," je dejal Huth.
Vir: Kalifornijska univerza, Berkeley
