FYI.

This story is over 5 years old.

Tech

Onderzoekers zijn weer een stap dichterbij gedachtenlezen in real time

Neurowetenschappers hebben een algoritme ontwikkeld dat kon voorspellen wat proefpersonen zagen, terwijl ze het zagen.
Beeld: Kai Miller/Stanford University

Onderzoekers zijn weer een stap dichterbij gedachtenlezen.

Amerikaanse onderzoekers beschreven hoe ze software gebruikten om hersensignalen te ontcijferen en te voorspellen wat proefpersonen op dat moment zagen. In real time. Het onderzoek werd donderdag gepubliceerd in het journal Plos Computational Biology.

"Onderzoekers wisten beelden te ontcijferen met een bepaalde mate van accuraatheid, maar vertelden hun algoritmes altijd van te voren wanneer de proefpersonen een beeld te zien kregen," vertelt Kai Miller, neurowetenschapper en hoofdauteur van het paper aan de telefoon.

Advertentie

"Onze techniek is echt iets nieuws, in de zin dat het hersensignalen in real time kan aflezen, zonder informatie over hoe vaak het moet zoeken naar een perceptie-geval. Het ontcijfert continu de hersensignalen," voegt Miller eraan toe.

De onderzoekers werkten met zeven epilepsiepatiënten met meerdere geïmplanteerde elektroden in hun temporale kwabben. Proefpersonen kregen in een flits van 400 milliseconden beelden te zien van menselijke gezichten, grijze vlakken en huizen, waarbij ze moesten letten op een beeld van een ondersteboven huis. De elektroden waren gekoppeld aan een computerprogramma dat de signalen 1000 keer per seconde digitaliseerde.

"Met de juiste breinsignalen kan je een hoop hele fijne details leren over een persoon."

De software analyseerde de hersensignalen om te achterhalen welke elektroden correspondeerden met de beelden die de proefpersonen zagen. De software analyseerde ook de data om te bepalen welke combinatie van elektrodelocaties en signaaltypes het beste correleerden met wat de proefpersoon in real time zag.

Dit onderzoek verschilt van eerder onderzoek omdat er geanalyseerd werd hoe meerdere groepen neuronen samenwerkten bij het verwerken van verschillende van beelden, in plaats van hoe enkele neuronen reageren.

Volgens Miller leert het algoritme dat hij ontwikkelde "het verwachte responspatroon van het brein" door opnames van hersenactiviteit te analyseren. Die opnames werden gemaakt toen de onderzoekers proefpersonen een willekeurige sequentie van 200 beelden van grijze vlakken, huizen en gezichten toonden.

Advertentie

Miller legt uit dat ze dankzij dit stadium de timingverschillen konden meten tussen de verschillende elektroden terwijl de hersenen een beeld verwerkten. Hierdoor konden ze gemiddeldes berekenen voor elk van de beelden. Die data werd vervolgens aan het algoritme gevoerd en gebruikt om te voorspellen wat er zou gebeuren als de proefpersonen nog eens 100 beelden te zien zouden krijgen. Het algoritme verwerkte de hersensignalen als de proefpersoon een beeld zagen en kon in de meeste gevallen voorspellen of en wanneer beelden getoond werden.

In de toekomst willen de wetenschappers hun onderzoek uitbreiden door ook andere delen van het brein te meten. Hiermee hopen ze te kunnen voorspellen wat iemand ziet wanneer ze een complexer beeld krijgen voorgeschoteld. Dit zou bijvoorbeeld een foto kunnen zijn van iemand die de proefpersoon kent en een emotionele connectie mee heeft, en het beeld van een vreemde.

"Niemand heeft eerder dit soort spontane ontcijfering van hersensignalen gedaan, dus we kozen een simpele taak – we tonen maar twee algemene type dingen (gezichten en huizen)," legt Miller uit. "We hopen in de toekomst niet alleen een grotere verscheidenheid aan dingen die je kunt zien te onderzoeken, we willen ook begrijpen wat er gebeurt als mensen een scene zien die bestaat uit meerdere dingen."

Ze willen ook dat hun onderzoek gebruikt wordt om mensen te helpen die (deels) verlamd zijn door een ongeval of die niet meer kunnen praten.

"Je kan een hoop details leren over wat iemand wil of wat ze zien, alleen door te kijken naar hun hersensignalen – ook al tonen ze dan geen gedrag," zei Gerwin Schalk, co-auteur van het paper en neurowetenschapper aan het Wadsworth Institute in New York.

"Met de juiste breinsignalen kan je een hoop hele fijne details leren over een persoon. Bijvoorbeeld waar ze heen gaan, welke objecten ze zien als ze ergens naar kijken. Wat ze letterlijk denken," voegt hij toe. "Dit is eigenlijk zeer diepgaand, als je erover nadenkt."