Perincian Peta Bagaimana Otak Menyusun Data Visual

Para saintis di University of California, Berkeley, telah menemui bahawa otak disambungkan untuk memasukkan ke dalam kategori yang berbeza ribuan gambar yang kita lihat setiap hari.Mereka telah membuat peta interaktif bagaimana otak mengatur pengelompokan ini.

Peta, yang dicapai melalui model komputasi data pengimejan otak yang dikumpulkan ketika sukarelawan menonton klip filem berjam-jam, adalah apa yang disebut oleh penyelidik sebagai "ruang semantik yang berterusan."

Beberapa hubungan antara kategori masuk akal, dengan manusia dan haiwan berkongsi "persekitaran semantik" yang sama, sementara yang lain kurang jelas, seperti lorong dan baldi, kata para penyelidik.

"Kaedah kami membuka pintu yang akan dengan cepat membawa kepada pemahaman yang lebih lengkap dan terperinci tentang bagaimana otak diatur. Sudah, peninjau otak dalam talian kami nampaknya memberikan gambaran paling terperinci mengenai fungsi visual dan organisasi otak manusia tunggal, ”kata Alexander Huth, seorang pelajar doktoral dalam bidang ilmu saraf di UC Berkeley dan pengarang utama kajian yang diterbitkan dalam jurnal itu. Neuron.

Pemahaman yang lebih jelas tentang bagaimana otak mengatur input visual dapat membantu diagnosis perubatan dan rawatan gangguan otak, menurut penyelidik.

Penemuan ini juga dapat digunakan untuk membuat antarmuka mesin-otak, terutama untuk sistem pengenalan gambar wajah dan lain-lain, tambahnya. Antara lain, mereka dapat meningkatkan kemampuan sistem self-checkout kedai runcit untuk mengenali pelbagai jenis barang dagangan.

"Penemuan kami menunjukkan bahawa imbasan otak tidak lama lagi dapat digunakan untuk memberi label pada gambar yang dilihat seseorang, dan juga dapat membantu mengajar komputer bagaimana mengenali gambar dengan lebih baik," kata Huth, yang telah menghasilkan video dan laman web interaktif untuk menjelaskan sains tentang apa penyelidik mendapati.

Telah lama dianggap bahawa setiap kategori objek atau tindakan yang dilihat manusia - orang, haiwan, kenderaan, peralatan rumah tangga dan pergerakan - diwakili di wilayah terpisah dari korteks visual, kata Huth. Dalam kajian terbaru ini, penyelidik UC Berkeley mendapati bahawa kategori ini sebenarnya ditunjukkan dalam peta tumpang tindih yang sangat tersusun dan merangkumi sebanyak 20 peratus otak, termasuk korteks somatosensori dan frontal.

Para saintis merakam aktiviti otak lima penyelidik melalui pengimejan resonans magnetik fungsional (fMRI) ketika mereka masing-masing menonton dua jam klip filem. Imbasan otak mengukur aliran darah di ribuan lokasi di seluruh otak.

Para penyelidik kemudian menggunakan analisis regresi linier teratur, yang menemukan korelasi dalam data, untuk membangun model yang menunjukkan bagaimana masing-masing kira-kira 30.000 lokasi di korteks bertindak balas terhadap setiap 1,700 kategori objek dan tindakan yang dilihat dalam klip filem. Seterusnya, mereka menggunakan analisis komponen utama, kaedah statistik yang dapat merangkum kumpulan data yang besar, untuk menemukan "ruang semantik" yang biasa untuk semua subjek kajian.

Hasilnya disajikan dalam peta multidimensi pelbagai warna yang menunjukkan lebih dari 1,700 kategori visual dan hubungannya antara satu sama lain. Kategori yang mengaktifkan kawasan otak yang sama mempunyai warna yang serupa, kata para penyelidik. Contohnya, manusia berwarna hijau, haiwan berwarna kuning, kenderaan berwarna merah jambu dan ungu, dan bangunan berwarna biru.

"Menggunakan ruang semantik sebagai alat visualisasi, kami segera melihat bahawa kategori ditunjukkan dalam peta yang sangat rumit ini yang merangkumi lebih banyak otak daripada yang kami harapkan," kata Huth.

Sumber: University of California, Berkeley

!-- GDPR -->