Ученые воссоздали видео по активности мозга: что показал эксперимент

От пикселя к клетке: как работает технология декодирования мозга

Попытки расшифровать зрительные образы с помощью томографии (ФРТМ) проводились на людях и раньше, однако они позволяли фиксировать только общие, усредненные изменения в больших зонах мозга.

Новая британская методика работает на гораздо более глубоком - одноклеточном уровне.

Техническая часть исследования базируется на поэтапном алгоритме анализа:

Регистрация вспышек кальция: для фиксации активности нейронов ученые использовали высокоточный метод оптической микроскопии, реагирующий на локальные всплески уровня кальция в момент, когда конкретная клетка головного мозга посылает электрический импульс.

Учет физиологии: специальная нейросетевая модель кодирования анализировала активность клеток, параллельно учитывая движения самой мыши и текущий диаметр ее зрачков при просмотре видео.

Генерация с "чистого листа": специальный алгоритм начинал работу с абсолютно пустого черного экрана и шаг за шагом корректировал пиксели, пока прогнозируемая моделью реакция мозга на картинку не совпадала с реальными измерениями импульсов животного.

Как результат - ИИ смог сгенерировать точную копию 10-секундного ролика, который мышь смотрела во время теста.

При этом для проверки использовались совершенно новые видео, не применявшиеся при предварительном обучении компьютерной модели.

Исследователи заметили четкую закономерность: чем больше индивидуальных нейронов подключали к считыванию данных, тем становились финальная четкость и детализация изображения.

Восприятие против реальности: почему мозг "искажает" картинку?

Главная цель разработки - не просто трансляция изображений с головы, а изучение фундаментальных различий между реальной физической картинкой и тем, как ее отражает живая нервная система.

Ученые отмечают, что в голове у живых существ нет идеального зеркального отражения мира. Зрительная система человека и животных действует как сложный процессор, намеренно деформирующий, смещающий и акцентирующий определенные элементы информации.

Такие отклонения от объективной реальности не техническая ошибка эволюции, а важная адаптивная функция, которая помогает мгновенно интерпретировать угрозы, фокусироваться на движении и дополнять сенсорные данные для выживания.

В дальнейшем исследователи планируют расширить зону сканирования коры, чтобы создавать более широкие и четкие панорамы воспроизводимых воспоминаний.