Teknik Baru Membuat Imej dari Otak Aktiviti Persepsi
Ahli sains saraf di University of Toronto Scarborough telah mengembangkan teknik pencitraan yang dapat menyusun semula gambar tentang apa yang dirasakan orang berdasarkan aktiviti otak mereka yang dikumpulkan oleh EEG.
Secara khusus, kaedah baru ini dapat menyusun semula gambar secara digital yang dilihat oleh subjek ujian berdasarkan data elektroensefalografi (EEG).
“Ketika kita melihat sesuatu, otak kita membuat persepsi mental, yang pada dasarnya merupakan kesan mental terhadap perkara itu. Kami dapat menangkap persepsi ini dengan menggunakan EEG untuk mendapatkan gambaran langsung mengenai apa yang berlaku di otak semasa proses ini, "kata Dan Nemrodov, rakan pasca doktoral di makmal Adrian Nestor.
Untuk kajian ini, subjek ujian yang dihubungkan dengan peralatan EEG ditunjukkan gambar wajah. Kegiatan otak mereka dirakam dan kemudian digunakan untuk membuat semula gambar secara digital dalam fikiran subjek menggunakan teknik berdasarkan algoritma pembelajaran mesin.
Ini bukan kali pertama penyelidik dapat menyusun semula gambar berdasarkan rangsangan visual menggunakan teknik neuroimaging kerana penyiasatan sebelumnya telah menyusun semula gambar wajah dari pengimejan resonans magnetik berfungsi (fMRI). Walau bagaimanapun, penyelidikan baru ini adalah yang pertama menggunakan data EEG.
Walaupun teknik seperti fMRI - yang mengukur aktiviti otak dengan mengesan perubahan aliran darah - dapat memperoleh perincian yang lebih baik tentang apa yang berlaku di kawasan otak tertentu, EEG mempunyai potensi praktikal yang lebih besar memandangkan ia lebih biasa, mudah alih, dan murah jika dibandingkan.
EEG juga mempunyai resolusi temporal yang lebih besar, yang bermaksud dapat mengukur dengan terperinci bagaimana persepsi berkembang dalam masa hingga milisaat, jelas Nemrodov.
"FMRI menangkap aktiviti pada skala waktu detik, tetapi EEG menangkap aktiviti pada skala milisaat. Jadi kita dapat melihat dengan terperinci bagaimana persepsi wajah berkembang di otak kita menggunakan EEG, ”katanya. Sebenarnya, para penyelidik dapat menganggarkan bahawa otak kita memerlukan sekitar 170 milisaat (0.17 saat) untuk membentuk gambaran wajah yang kita lihat dengan baik.
Kajian ini memberikan pengesahan bahawa EEG berpotensi untuk nota rekonstruksi gambar jenis ini Nemrodov, sesuatu yang diragui oleh banyak penyelidik kerana ada batasan yang jelas. Menggunakan data EEG untuk pembinaan semula gambar mempunyai potensi teori dan praktikal yang hebat dari sudut pandang neuroteknologi, terutamanya kerana ia relatif murah dan mudah dibawa.
Dari segi langkah selanjutnya, pekerjaan sedang dilakukan untuk menguji bagaimana rekonstruksi gambar berdasarkan data EEG dapat dilakukan menggunakan memori dan diterapkan pada berbagai objek di luar wajah. Tetapi akhirnya dapat memiliki aplikasi klinikal yang luas juga.
"Ini dapat menyediakan alat komunikasi bagi orang yang tidak dapat berkomunikasi secara lisan. Bukan hanya dapat menghasilkan rekonstruksi berdasarkan saraf dari apa yang seseorang rasakan, tetapi juga dari apa yang mereka ingat dan bayangkan, tentang apa yang ingin mereka ungkapkan, ”kata Penolong Profesor Adrian Nestor.
"Ini juga dapat menggunakan forensik untuk penegakan hukum dalam mengumpulkan informasi saksi mata tentang calon tersangka daripada bergantung pada keterangan lisan yang diberikan kepada seorang seniman sketsa."
Penyelidikan itu, yang akan diterbitkan dalam jurnal eNeuro, dibiayai oleh Majlis Penyelidikan Sains dan Kejuruteraan Alam Kanada (NSERC) dan oleh Connaught New Researcher Award.
"Apa yang sangat menggembirakan ialah kita tidak menyusun semula kotak dan segi tiga tetapi gambar sebenar wajah seseorang, dan itu melibatkan banyak perincian visual yang halus," tambah Nestor.
"Fakta kita dapat menyusun semula apa yang dialami seseorang secara visual berdasarkan aktiviti otak mereka membuka banyak kemungkinan. Ini mengungkap isi subjektif dari pikiran kita dan menyediakan cara untuk mengakses, meneroka, dan berkongsi isi persepsi, ingatan, dan imaginasi kita. "
Sumber: Universiti Toronto
