Les neuroscientifiques ont recréé des images visuelles dynamiques qui sont apparues dans la tête en regardant des vidéos sélectionnées au hasard. À l'avenir, une telle technologie aidera les médecins à regarder les hallucinations des patients à l'écran et les riches excentriques - à télécharger leurs rêves sur YouTube
Un résultat fantastique a été obtenu à l'Université de Californie à Berkeley: les sujets ont pu voir diverses vidéos de YouTube (fragments de films, bandes-annonces, etc.), tandis qu'un imageur à résonance magnétique enregistrait en détail l'activité des cellules dans différentes parties du cortex visuel. En utilisant ces informations, les scientifiques ont pu reconstruire les images vues en couleur et en dynamique (voir l'impressionnante vidéo à la fin du matériel)
La qualité de ces clips récupérés peut sembler sans importance à certains, mais elle est incomparablement meilleure et plus précise que ce qui a été obtenu «de la tête» d'une personne lors de la première expérience de ce type.
Les scientifiques, qui ont créé le nouveau programme de reconnaissance d'images mentales, se sont relayés comme sujets expérimentaux, car ils devaient passer de nombreuses heures à la fois à l'intérieur du tomographe.
Pour commencer, les chercheurs ont enregistré une image de l'activité cérébrale tout en regardant un certain nombre de bandes-annonces de films hollywoodiens. Les biologistes ont construit un modèle informatique 3D du cerveau avec des groupes de cellules (voxels) et enregistré comment chaque voxel réagit aux changements de forme et au mouvement des objets sur l'écran. Ainsi, il a été possible d'obtenir une correspondance approximative entre l'information visuelle et le processus de son traitement dans le cortex cérébral.
Pour tester et affiner l'algorithme, les scientifiques l'ont nourri des milliers d'heures à partir de millions de vidéos prises au hasard à partir du même service YouTube, recevant le résultat opposé - une activité cérébrale simulée qui serait observée si une personne regardait ces vidéos.
Images des vidéos, et à droite - elles sont identiques, mais extraites de la tête de l'observateur
Vidéo promotionelle:
Enfin, l'algorithme a de nouveau été inversé. Lorsque les gens regardaient une vidéo de test sur un tomographe, l'ordinateur captait 100 clips sur le Web, qui étaient les plus susceptibles de provoquer une telle image de l'activité cellulaire. Ensuite, seconde par seconde, le programme a mélangé les images de ces clips, obtenant un film résultant flou, qui coïncidait bien avec ce que la personne a observé en réalité.
(Les détails de l'expérience peuvent être trouvés dans un article de Current Biology et un communiqué de presse universitaire.)
«C'est ainsi que nous ouvrons une fenêtre sur le cinéma qui nous vient à l'esprit», déclare le co-auteur Jack Gallant. D'ailleurs, Gallant nous est connu grâce à son expérience de la reconnaissance par balayage cérébral des photographies vues.
Les scientifiques expliquent pourquoi la reconnaissance de l'esprit par tomographie magnétique est difficile à mettre en œuvre. L'un des problèmes est que le scanner enregistre les changements dans le flux sanguin à travers le cortex, et ils se produisent beaucoup plus lentement que les signaux nerveux.
C'est pourquoi auparavant une telle astuce ne pouvait être effectuée qu'avec des images statiques. «Nous avons résolu ce problème en créant un modèle en deux étapes qui décrit les cellules nerveuses et les signaux de circulation sanguine séparément», explique Shinji Nishimoto, auteur principal de l'étude.
Il faudra peut-être une décennie avant que la nouvelle technologie ne soit mise en pratique. Mais déjà sous cette forme brute, il est capable d'aider les neurophysiologistes à mieux comprendre ce qui se passe dans la tête humaine.
Léonid Popov
