Жасанды интеллект арқылы ми сызықтарын талдап, көру образдарын қалпына келтіру құралдары

Кіріспе

Жасанды интеллект (ЖИ) технологияларының дамуы адамның миды зерттеудегі жаңаша әдістерге жол ашуда. Соның ішінде ми сызықтары арқылы адамның не көріп отырғанын анықтау және қайта құру туралы зерттеулер ерекше қызығушылық тудырады. Бұл бағыт тек ғылыми зерттеулер үшін ғана емес, медицина мен коммуникация саласында да үлкен үміттер береді. Өйткені мұндай технология адамдардың ойларын оқып, санасында болған бейнелер мен ұйқыдағы көріністерді түсінуге мүмкіндік береді.

Негізгі түсіндірме

Израильдегі Вейцман ғылым институтының зерттеушілері Михаил Ирани бастаған топ миының магниттік резонанстық бейнелерін (fMRI) талдап, адам көріп отырған заттың суретін дәл қайта құру әдісін жасап шыққан. Бұл технология екі бағытта жұмыс істейді: біріншіден, ми сканерлері арқылы адамның көз алдына келген кескінді болжау, екіншіден, көз алдына бейнеленген затқа сәйкес мидың белсенділігін алдын ала анықтау.

fMRI әдісі мидың қан айналымындағы өзгерістерді өлшейді, бұл ми аумақтарының активтілігін дәл көрсетуге мүмкіндік береді. Әдетте, мұндай сканерлерде әр «воксель» бірнеше мың нейрондарды қамтығандықтан, талдау толық айқын сурет бермейді. Дегенмен зерттеушілер жоғары шешімділікті сканерлер қолдану арқылы, кескіндердің жаңа мәліметтерін жинап, нейрондардың әр түрлі белсенділігін дәлірек анықтап отыр.

Осы мәліметтер негізінде жасалған екі бөлікті жасанды интеллект моделі, бірі кескіннің құрылымын (түстер мен пішін), екіншісі оның мазмұнын (мысалы, бананның орналасуы) болжайды. Осы екі болжамнан кейін арнайы диффузиялық модель арқылы тасымалданған пиксельдер шуынан айқын бейне жасалады. Бұл жүйе бұрынғы ұқсас технологияларға қарағанда нәтижелерді анағұрлым дәл береді.

Контекст және мысалдар

Алғашқы тәжірибелерде ми сканы арқылы алынған суреттер анықсыз және бұлыңғыр болып келсе, технологияның жетілдірілуі арқылы олар айқын көрініске ие болды. Мысалы, адам банан көргенде жүйе тек «банан» деп анықтамай, оның нақты пішіні мен орнын дәл бере алады. Бұл әдісте жаттықтыру үшін мыңдаған әртүрлі суреттер өте маңызды, бірақ шектеулі дерек жиыны мақсатына жету үшін жеткіліксіз болды. Сондықтан зерттеушілер басқа модель жасап, кескіннен мидың белсенділігін болжайтын жүйені де үйретті. Осылайша модельдерді бір-бірімен кезектесіп жақсарту арқасында деректер көлемі шексіз өсті.

Сонымен бірге, әр түрлі зерттеулерден алынған деректерді біріктіру нәтижесінде ми аймақтарының жалпы қызметтік ерекшеліктері де анықталды: мысалы, белгілі бір аймақтар тағам бейнелеріне, ал басқа аймақтар спортпен байланысты суреттерге ерекше жауап береді. Бұл жалпы адамдар үшін ортақ нейрондық функцияларды ашуға мүмкіндік береді.

Практикалық маңызы

Жасаған құралдар жаңа адамдардың миын зерттеу кезінде дайындық уақытын айтарлықтай қысқартады. Бұрын жаңа адамның ми белсенділігін толық зерттеп, модель құру үшін 40 сағатқа жуық дерек жинау қажет болса, Михаил Ираниның жүйесі бір сағаттық мәліметтер соңында жұмыс істей алады. Бұл медициналық зерттеулер мен нейрологиялық зерттеулер үшін үлкен үнемдеуді білдіреді.

Зерттеу нәтижелері мидың жұмысын түсінуде, сонымен бірге мүгедектер мен дене бітімі бұзылған адамдардың коммуникациясын жақсартуда мүмкіндіктер ашады. Мысалы, қозғала алмайтын адамдар өз ойларын тек мидың белсенділігі арқылы жібере алатын құралдар жасауға жол ашады. Бұдан бөлек, бұл технология армандардың мазмұнын зерттеп, психикалық аурулар туралы жаңа мәліметтер алуда қолданылуы ықтимал.

Дегенмен бұл технологияның этикалық мәселелері де талқылануда. Адамдардың келісімінсіз олардың ішкі ойлары мен бейнелерін түсіру және пайдалану қауіпі бар. EEG әдісімен мидың электрлік белсенділігін талдай отырып, кәдеге жарату оңайлай түседі, бұл заңдық және қоғамдық сұрақтарды тудырады. Сондықтан мұндай технологиялардың дамуы мен қолданылуы этникалық жауапкершілікпен қарауды талап етеді.

Қорытынды

Ми образы мен оның қайта құрылымын жасанды интеллект арқылы талдау зерттеулері адамның санасын зерттеуде жаңа кезеңге аяқ басуда. Михаил Ирани бастаған команда осы бағыттағы зерттеуді мәнді әрі тиімді етіп, қолдану мүмкіндігі жоғары құрал жасады. Оның көмегімен мидың жұмбақтарын ашу, әлеуметтік және медициналық жаңалықтарға қол жеткізуге мүмкіндік мол. Бірақ бұл технологияның ықтимал қауіптіліктері де назардан тыс қалмауы керек. Осы саланың дамуы болашақта жаңа ғылыми жетістіктер мен этикалық сын-қатерлер қатар жүруін күшейтеді.

Дереккөз: MIT Technology Review