Kemampuan untuk mengendalikan pikiran dalam satu bentuk atau bentuk lainnya telah banyak digunakan oleh penulis berbagai novel fiksi ilmiah. Namun baru-baru ini, visualisasi gambaran mental tidak lagi menjadi milik alam fantasi.
Pada awal tahun 2000-an, dengan menggunakan fMRI, upaya pertama dilakukan untuk "membalikkan retinotopi" (retinotopy adalah proyeksi retina yang teratur di area visual korteks serebral). Pada awalnya, upaya tersebut agak malu-malu: subjek diperlihatkan gambar dan secara bersamaan mengambil data tentang aktivitas berbagai wilayah otak menggunakan fMRI. Setelah mengumpulkan statistik yang diperlukan, para peneliti mencoba memecahkan masalah terbalik - menebak apa yang dilihat seseorang menggunakan peta aktivitas otak.
Dalam gambar sederhana, yang peran utamanya dimainkan oleh orientasi spasial, letak objek atau kategorinya, semuanya berjalan cukup baik, namun masih sangat jauh dari "telepati teknis". Namun pada 2008, para ilmuwan dari Institute of Neurosciences di University of California di Berkeley, yang dipimpin oleh profesor psikologi Jack Gallant, mencoba melakukan trik ini dengan foto. Mereka membagi area studi otak menjadi elemen-elemen kecil - voxel (elemen gambar volumetrik) - dan melacak aktivitas mereka sementara subjek (dalam perannya dimainkan oleh dua penulis karya) diperlihatkan 1.750 foto yang berbeda.
Berdasarkan data ini, para ilmuwan membangun model komputer, yang mereka "latih" dengan menunjukkan 1000 foto lain dan menerima 1000 pola aktivasi voxel yang berbeda sebagai keluaran. Ternyata dengan menunjukkan 1000 foto yang sama kepada subjek dan membandingkan pola yang diambil dari otak mereka dengan yang diprediksi oleh komputer, dimungkinkan dengan akurasi yang cukup tinggi (hingga 82%) untuk menentukan foto mana yang dilihat seseorang.
Video promosi:
Gambar bergerak
Pada tahun 2011, tim peneliti yang dipimpin oleh profesor yang sama Gallant dari University of California di Berkeley mencapai hasil yang jauh lebih menarik. Dengan menunjukkan kepada subjek 7.200 detik klip film "pelatihan", para peneliti mempelajari aktivitas beberapa voxel otak menggunakan fMRI. Tapi di sini mereka dihadapkan pada masalah serius: fMRI bereaksi terhadap penyerapan oksigen oleh jaringan otak - hemodinamik, yang merupakan proses yang jauh lebih lambat daripada perubahan sinyal saraf. Tidak masalah mempelajari reaksi terhadap gambar diam - foto dapat ditampilkan selama beberapa detik, tetapi dengan video yang dinamis, masalah serius muncul. Oleh karena itu, para ilmuwan telah menciptakan model dua tahap,yang menghubungkan hemodinamik lambat dan proses saraf cepat dari persepsi visual.
Setelah membangun model komputer awal dari "respons" otak terhadap berbagai video, para peneliti melatihnya menggunakan 18 juta video satu detik yang dipilih secara acak dari YouTube. Kemudian subjek diperlihatkan film "tes" (selain film "pelatihan"), mempelajari aktivitas otak menggunakan fMRI, dan komputer memilih dari 18 juta seratus klip ini yang menyebabkan pola aktivitas terdekat, setelah itu rata-rata gambar pada klip ini dan menghasilkan "rata-rata hasil". Korelasi (kebetulan) antara gambar yang dilihat orang tersebut dan yang dihasilkan oleh komputer adalah sekitar 30%. Tetapi untuk "membaca pikiran" pertama ini adalah hasil yang sangat bagus.
Tidur di tangan
Tetapi prestasi para peneliti Jepang di Laboratorium Ilmu Saraf dari Institut Riset Telekomunikasi di Kyoto, Institut Sains dan Teknologi di Nara, dan Institut Teknologi Informasi dan Komunikasi Nasional di Kyoto tampaknya jauh lebih signifikan. Pada Mei 2013, mereka menerbitkan Neural Decoding of Visual Images selama Sleep in Science. Ya, para ilmuwan telah belajar bermimpi. Lebih tepatnya, bukan untuk melihat, tapi untuk memata-matai!
Ada beberapa cara untuk "melihat" apa yang terjadi di otak orang yang hidup. Electroencephalography (EEG) menggunakan pengukuran potensial listrik lemah di permukaan kulit kepala, sedangkan magnetoencephalography (MEG) mencatat medan magnet yang sangat lemah. Metode ini memungkinkan Anda melacak total aktivitas listrik otak dengan resolusi temporal tinggi (satuan milidetik). Positron emission tomography (PET) memungkinkan Anda melihat aktivitas area tertentu dari otak yang bekerja dengan melacak zat yang sebelumnya disuntikkan yang mengandung isotop radioaktif. Metode pencitraan resonansi magnetik fungsional (fMRI) didasarkan pada fakta bahwa oksihemoglobin dalam darah yang membawa oksigen ke jaringan berbeda dalam sifat magnetiknya dari deoksihemoglobin yang telah melepaskan oksigen. FMRI dapat digunakan untuk melihat area aktif otakpenyerap oksigen. Resolusi spasial metode ini adalah milimeter, dan temporal - dari urutan pecahan detik.
Merekam sinyal aktivitas otak menggunakan fMRI, tiga subjek dibangunkan (sekitar 200 kali) pada tahap tidur dangkal dan diminta untuk mendeskripsikan isi mimpi terakhir. Kategori kunci diidentifikasi dari laporan, yang, menggunakan database leksikal WordNet, digabungkan ke dalam kelompok istilah yang mirip secara semantik (synsets), diatur ke dalam struktur hierarki. Data FMRI (sembilan detik sebelum bangun) diurutkan berdasarkan sinkronisasi. Untuk melatih model pengenalan, subjek yang terjaga diperlihatkan gambar dari database ImageNet yang sesuai dengan synsets, dan peta aktivitas otak di korteks visual dipelajari. Setelah itu, komputer mampu memprediksi dengan probabilitas 60-70% apa yang dilihat seseorang dalam mimpi berdasarkan aktivitas berbagai wilayah otak. Ini, kebetulan, menunjukkan itubahwa seseorang bermimpi menggunakan area yang sama dari korteks visual yang digunakan untuk penglihatan bangun normal. Itulah mengapa kita melihat mimpi sama sekali, para ilmuwan belum dapat mengatakannya.
Dmitry Mamontov
