Как мозг разбирается в картинках. Составлена карта

Наши глаза – окно в мир. Но как разобраться в тысячах изображений, поступающих на сетчатку каждый день? Ученые из университета Беркли обнаружили, что мозг приводит в порядок и категоризирует эти картины. Им удалось создать первую интерактивную карту того, как мозг организует такие группировки.

Результат, названный учеными "непрерывным семантическим пространством", достигнут за счет вычислительных моделей визуализации головного мозга. Их собрали за время, когда испытуемые наблюдали видеоклипы.

Некоторые отношения между смысловыми категориями, такими как, например, "люди" и "животные", достаточно очевидны. Другие менее очевидны – например, непонятно, как связаны "коридоры" и "ведра". Исследователи обнаружили, что разные люди имеют одинаковую "семантическую разметку".

"Наши методы открывают путь к более глубокому и полному пониманию того, как организован наш мозг. Уже сейчас наша модель дает наглядное и детальное понимание зрительной функции и организации информации в мозгу, - говорит Александр Хут, докторант в области неврологии Калифорнийского университета и ведущий автор исследования. - Наше открытие означает, что уже скоро сканирование мозга сумеет определить, что именно видит человек. Кроме того, мы сумеем научить компьютеры лучше распознавать изображения".

Более четкое понимание того, как мозг организует визуальную информацию, может помочь в медицинской диагностике и лечении заболеваний мозга. Эти данные будут полезны и для разработки интерфейса "мозг - машина", и для новейших систем распознавания образов.

Для проведения эксперимента активность мозга была записана с помощью магнитно-резонансной томографии в то время, как испытуемые просматривали видеоклипы.

Сканирование измеряло кровоток в тысячах разных участках мозга в момент, когда глаза видели то или иное изображение. Затем с помощью компьютерного моделирования была построена корреляционная модель, которая показывала, как каждый из примерно 30 000 участков коры реагирует на 1700 категорий, увиденных на экране. Далее осталось обобщить "семантическое пространство", общее для всех субъектов, принявших участие в исследовании.

Результаты выглядят как цветная многомерная карта, показывающая все 1700 категорий и их отношения друг с другом. Категории, активирующие одни и те же участки, например, "люди" и "животные" имеют схожие цвета.

Использование семантического пространства как инструмента визуализации сразу дало наглядное представление о сложнейших связях и структурах мозговой деятельности.