Kỹ Thuật Mới Tạo Hình Ảnh Từ Hoạt Động Nhận Thức Của Não Bộ
Các nhà khoa học thần kinh tại Đại học Toronto Scarborough đã phát triển một kỹ thuật hình ảnh có thể tái tạo lại hình ảnh của những gì con người cảm nhận được dựa trên hoạt động não của họ được thu thập bởi điện não đồ.
Cụ thể, phương pháp mới có thể tái tạo kỹ thuật số hình ảnh mà các đối tượng thử nghiệm nhìn thấy dựa trên dữ liệu điện não đồ (EEG).
“Khi chúng ta nhìn thấy một thứ gì đó, bộ não của chúng ta tạo ra một nhận thức tinh thần, về cơ bản là ấn tượng tinh thần về thứ đó. Dan Nemrodov, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Adrian Nestor, cho biết chúng tôi có thể nắm bắt nhận thức này bằng cách sử dụng điện não đồ để có được minh họa trực tiếp về những gì đang xảy ra trong não bộ trong suốt quá trình này.
Đối với nghiên cứu, các đối tượng thử nghiệm được nối với thiết bị EEG sẽ được hiển thị hình ảnh của khuôn mặt. Hoạt động não của họ được ghi lại và sau đó được sử dụng để tái tạo kỹ thuật số hình ảnh trong tâm trí đối tượng bằng kỹ thuật dựa trên thuật toán học máy.
Đây không phải là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu có thể tái tạo hình ảnh dựa trên các kích thích thị giác bằng kỹ thuật hình ảnh thần kinh vì các cuộc điều tra trước đây đã tái tạo hình ảnh khuôn mặt từ chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI). Tuy nhiên, nghiên cứu mới này là nghiên cứu đầu tiên sử dụng dữ liệu điện não đồ.
Trong khi các kỹ thuật như fMRI - đo lường hoạt động của não bằng cách phát hiện những thay đổi trong lưu lượng máu - có thể thu thập thông tin chi tiết tốt hơn về những gì đang diễn ra trong các vùng cụ thể của não, điện não đồ có tiềm năng thực tế lớn hơn vì nó phổ biến hơn, di động và rẻ hơn nếu so sánh.
Nemrodov giải thích rằng EEG cũng có độ phân giải theo thời gian cao hơn, có nghĩa là nó có thể đo lường chi tiết cách một tri giác phát triển trong thời gian xuống đến mili giây.
“FMRI ghi lại hoạt động ở tỷ lệ thời gian giây, nhưng EEG ghi lại hoạt động ở tỷ lệ mili giây. Vì vậy, chúng ta có thể nhìn thấy rất chi tiết cách nhận thức của một khuôn mặt phát triển trong não của chúng ta bằng cách sử dụng điện não đồ, ”ông nói. Trên thực tế, các nhà nghiên cứu đã có thể ước tính rằng bộ não của chúng ta mất khoảng 170 mili giây (0,17 giây) để tạo ra một hình ảnh đại diện tốt cho khuôn mặt mà chúng ta nhìn thấy.
Nghiên cứu này cung cấp xác nhận rằng EEG có tiềm năng cho loại ghi chú tái tạo hình ảnh Nemrodov, điều mà nhiều nhà nghiên cứu nghi ngờ là có thể xảy ra do những hạn chế rõ ràng của nó. Sử dụng dữ liệu điện não đồ để tái tạo hình ảnh có tiềm năng lý thuyết và thực tiễn lớn từ quan điểm kỹ thuật thần kinh, đặc biệt là vì nó tương đối rẻ tiền và di động.
Về các bước tiếp theo, công việc hiện đang được tiến hành để kiểm tra cách thức tái tạo hình ảnh dựa trên dữ liệu điện não đồ có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bộ nhớ và áp dụng cho nhiều đối tượng ngoài khuôn mặt hơn. Nhưng cuối cùng nó cũng có thể có các ứng dụng lâm sàng trên phạm vi rộng.
“Nó có thể cung cấp một phương tiện giao tiếp cho những người không thể giao tiếp bằng lời nói. Nó không chỉ có thể tạo ra sự tái tạo dựa trên thần kinh về những gì một người đang nhận thức, mà còn về những gì họ nhớ và tưởng tượng, về những gì họ muốn diễn đạt, ”trợ lý giáo sư Adrian Nestor nói.
“Nó cũng có thể được sử dụng để thực thi pháp luật trong việc thu thập thông tin nhân chứng về các nghi phạm tiềm năng thay vì dựa vào các mô tả bằng lời nói được cung cấp cho một nghệ sĩ phác thảo.”
Nghiên cứu sẽ được xuất bản trên tạp chí eNeuro, được tài trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Tự nhiên và Kỹ thuật Canada (NSERC) và Giải thưởng Nhà nghiên cứu Mới Connaught.
Nestor cho biết thêm: “Điều thực sự thú vị là chúng tôi không tái tạo hình vuông và hình tam giác mà là hình ảnh thực tế của khuôn mặt một người và bao gồm rất nhiều chi tiết hình ảnh tinh tế”.
“Thực tế là chúng ta có thể tái tạo lại những gì ai đó trải nghiệm trực quan dựa trên hoạt động não bộ của họ mở ra rất nhiều khả năng. Nó tiết lộ nội dung chủ quan của tâm trí chúng ta và nó cung cấp một cách để truy cập, khám phá và chia sẻ nội dung của nhận thức, trí nhớ và trí tưởng tượng của chúng ta. "
Nguồn: Đại học Toronto
