Kann ein Computer nachbilden, was Sie sehen?

Ob Sie sich dessen bewusst sind oder nicht, Sie füttern Ihr Gehirn mit einem ständigen Strom von Informationen, die es zu interpretieren gilt. Egal, ob Sie beim Anschauen eines Films mit Farbe, Action und Sound überflutet werden oder sich vorbeugen, um einen struppigen Hund zu streicheln, Ihre Realität hängt davon ab, dass Sie Informationen aus Ihrer Umgebung interpretieren.

Aber sind menschliche und tierische Gehirne die einzigen Systeme, die die Welt so interpretieren können? Können Computer auch nachbilden, was ein Mensch denkt?

Bisher zeigt die Neurowissenschaft, dass einige Computer sozusagen unsere Gedanken „lesen“ können . Obwohl sich die Idee von der fiktiven Gedankenlesetechnologie unterscheidet, die die Absicht einer Person, ein Verbrechen zu begehen, in dem hochspannenden Blockbuster „Minority Report“ vorhersagen und davon abhalten kann, nähert sich die echte Wissenschaft der Wiedergabe dessen, was der menschliche Verstand sieht.

Zu verstehen, wie unser Gehirn Neuron für Neuron funktioniert, schlägt sicherlich das Rätselraten, das in der Science-Fiction-Welt verwendet wird. Aber um einen Computer zu bauen, der dieser Komplexität gewachsen ist, müssen die Forscher wissen, wie das Organ im Detail funktioniert.

Heutzutage verwenden Wissenschaftler mehrere Werkzeuge, um einen Computer zu entwerfen, der das Potenzial hat, die Welt auf die gleiche Weise wie das Gehirn zu interpretieren. Für den Anfang spielen funktionelle MRT-Geräte (fMRI) oder Geräte, die große Magnete verwenden, um den Blutfluss und den Sauerstoffgehalt im Gehirn zu messen, eine große Rolle in den meisten neurowissenschaftlichen Studien. Messung der Gehirnaktivität mit Elektroenzephalogramm (EEG)Maschinen gibt Wissenschaftlern auch die Möglichkeit, die feuernden Neuronen mit bestimmten Aktivitäten zu verknüpfen. Es stellt sich aber auch die Frage, wie die Daten zu interpretieren sind. Computeringenieure haben die Lücke gefüllt, indem sie hochpräzise Methoden entwickelt haben, um die Gehirnaktivität auf einem Computerbildschirm darzustellen, sogar in dreidimensionalen Darstellungen. Statistische Modelle ermöglichen es Wissenschaftlern auch, auf der Grundlage früherer Datensätze abzuleiten oder vorherzusagen, wie das Gehirn reagieren könnte.

Ein Modell verwendet Neurowissenschaften und Computer, um nachzubilden, was Menschen in Echtzeit sehen. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, ob gedankenlesende Bots eine Sache der nahen Zukunft oder Stoff der Fantasie sind.

Kann ein Computer wirklich nachbilden, was Sie sehen?

Bei manchen Experimenten ist die Antwort ein klares „Ja“. Indem sie beispielsweise die Aktivität unseres Gehirns aufzeichnen , während sie sich einen Film ansehen, können Wissenschaftler untersuchen, wie das Organ darauf reagiert, dass ein Teilnehmer bestimmte Objekte sieht. Eine Gruppe von Forschern unter der Leitung des Neurowissenschaftlers Jack Gallant von der University of California Berkeley entwickelte einen speziellen Computer, der genau erraten konnte, was eine Person beobachtete, indem er einfach die fMRI-Daten dieser Person analysierte [Quelle: Nishimoto et al. ].

Das Experiment funktionierte folgendermaßen: Die Wissenschaftler mussten zuerst herausfinden, wie das Gehirn einer Person auf das Betrachten verschiedener Dinge reagiert, also baten sie die drei Teilnehmer, sich stundenlang Videos anzusehen, während sie an ein fMRI -Gerät angeschlossen waren. Die als Natural Movies bezeichneten Videos waren eine zufällig ausgewählte Sammlung von Videoclips aus dem Internet. Während die Person die Clips ansah, erstellte der Computer eine Bibliothek mit Daten darüber, wie das Gehirn dieser Person darauf reagierte, Menschen und Objekte auf einem Bildschirm zu sehen.

Nachdem sie eine Datenbank erstellt hatten, aus der sie schöpfen konnten, verwendeten die Forscher die Informationen als Referenz im nächsten Teil des Experiments. Wenn Sie diese Aufzeichnungen abspielen würden, könnten Sie herausfinden, welche Objekte, Farben und Formen Teile des Gehirns im fMRT zum Leuchten bringen. Mit diesem Wissen ist es möglich, rückwärts zu arbeiten, indem man allein die Gehirndaten verwendet, um zu erraten, was eine Person gerade gesehen hat.

Hier kam die Datenbibliothek ins Spiel. Im nächsten Schritt sah sich dieselbe Person ein Video an, während sie an die Maschine angeschlossen war, aber dieses Mal hatten weder der Teilnehmer noch der Computer das Video „gesehen“. Wenn sich die Person also hinsetzte, um ein neues Video anzusehen, das sie noch nie zuvor gesehen hatte, verglich der Computer die Reaktion seines Gehirns mit anderen, die bereits in seinem System gespeichert waren. Dann reiht es Computerpixel aus früheren Videos aneinander, um seine eigene Darstellung dessen, was der Teilnehmer in Echtzeit sieht, neu zu erstellen.

Das System stellte grundlegende Videos dessen, was die Teilnehmer in 90 Prozent der Fälle sahen, genau wieder her [Quelle: Nishimoto et al. ]. (Besuchen Sie die Labor -Website von Gallant , um sich ein Bild von den Bildern zu machen, die die Teilnehmer betrachteten, und von der rekonstruierten Darstellung des Computers, was die Teilnehmer betrachteten.)

Stellen Sie sich vor, das System funktioniert ähnlich wie das Erlernen einer Fremdsprache. Die Lernenden werden sich zunächst vielen Buchstaben, Wörtern und Sätzen aussetzen. Irgendwann hören sie auf, sich die übersetzte Version anzusehen, und finden die Bedeutung, indem sie das verwenden, was sie bereits wissen.

Dennoch ist das „Sehen“ wie Menschen weit davon entfernt, genau zu bestimmen, was eine Person denkt. In diesem Fall erstellte der Computer ein grobes Bild dessen, was eine Person betrachtete – kein exaktes Bild. Darüber hinaus ist es derzeit nicht möglich zu wissen, wie sich das Betrachten einer Person anfühlt oder ob es andere Erinnerungen oder Gefühle heraufbeschwört.

Als nächstes: die Geschichte und die zukünftigen Grenzen von Gedankenlese-Computern.

Einverständniserklärung

Wenn es darum geht, die Gedanken der Menschen zu „scannen“, tauchen ethische Bedenken auf. Werden Computer eines Tages ohne Ihre Erlaubnis in Ihre Gedanken schauen können? Es ist extrem unwahrscheinlich, sagen Forscher. Selbst wenn die Technologie aufholen würde, würden Ethik und Einverständniserklärung verhindern, dass Computer verwendet werden, um aufzuzeichnen, was Menschen ohne ihr Wissen sehen [Quelle: Randerson ].

Wissenschaftler haben den Ruf des Gehirns als Black Box schon lange in Frage gestellt, insbesondere in den letzten 150 Jahren. Seit Wissenschaftler in den 1890er Jahren entdeckten, dass die Gehirnaktivität durch den Blutfluss gemessen werden kann, hat eine Welle von Studien zu unserem Wissen über die Lokalisierung von Aktivitäten oder die Verknüpfung bestimmter Aktivitäten und Emotionen mit Bereichen des Gehirns beigetragen [Quelle: Roy & Sherrington ].

Aber es braucht viel Arbeit, um die Hightech-Computer zu entwickeln, die in der Lage sind, das zu interpretieren, was das Gehirn sieht.

Forscher haben untersucht, wie Neuronen in nichtmenschlichen Säugetieren , einschließlich Nagetieren und Primaten, funktionieren [Quelle: Wagner ]. Computermodellierung und Engineering haben Wissenschaftlern auch dabei geholfen, Wege zu entwickeln, um Trends vorherzusagen und die Reaktionen des Gehirns in nutzbare Daten zu übersetzen.

Frühere Studien mit fMRI haben gezeigt, wie die Nervenzellen des Gehirns darauf reagieren, Objekte und Menschen zu sehen [Quelle: Haxby et al. ]. Andere Experimente haben untersucht, wie die Organe auf farbige Reize reagieren und sogar Wortarten visualisiert, einschließlich Substantive und Verben [Quellen: Bohannon , Mitchell et al. ].

Andere "Gedankenlesen"-Computer stützen sich auf die Elektroenzephalogramm-Technologie (EEG) , bei der Elektroden, die an der Kopfhaut einer Person angebracht sind, schwache Aktivitäten im Gehirn aufnehmen können. In einigen Fällen haben EEG-Experimente mit Computern Wege gefunden, Menschen einen Computer allein mit ihrem Gehirn steuern zu lassen [Quelle: O'Brien & Baime ]. Patienten mit Gesundheitsproblemen, die das Sprechen oder Bewegen erschweren, könnten von diesen Entwicklungen profitieren.

Dann gibt es die Art von Computern, die darauf programmiert sind, die sozialen Signale der Menschen aufzugreifen. Im Allgemeinen stellen diese Roboter nach, was eine Person sehen oder denken könnte, indem sie ihre Körpersprache oder Stimme analysieren [Quelle: MIT ].

Mit der Zeit könnte die Fähigkeit von Computern, die inneren Abläufe des menschlichen Geistes nachzubilden, verfeinert werden. Aber insgesamt bleibt Ihr 1,3 Kilogramm schweres Organ weitgehend eines der größten Geheimnisse der Natur.

Gehen Sie auf die nächste Seite, um mehr über die Gehirn-Computer-Kopplung zu erfahren.

Gedankenlesende Computer zum Laufen bringen

Für Patienten, die mit bestimmten psychischen Störungen, Gedächtnisproblemen oder einer Unfähigkeit, sich mit anderen zu verbalisieren (normalerweise Schlaganfallopfer), leben, könnte sich die fMRI-Computertechnologie als nützlich erweisen [Quelle: Nishimoto et al. ].

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