新しい技術は知覚の脳活動から画像を作成します

トロント大学スカボロー校の神経科学者は、脳波によって収集された彼らの脳活動に基づいて人々が知覚するものの画像を再構築できる画像技術を開発しました。

具体的には、新しい方法は、脳波（EEG）データに基づいて被験者が見た画像をデジタルで再構成することができます。

「私たちが何かを見るとき、私たちの脳は精神的な知覚を作り出します。それは本質的にそのものの精神的な印象です。このプロセス中に脳で起こっていることを直接説明するために、EEGを使用してこの知覚をキャプチャすることができました。」とAdrian Nestorの研究室の博士研究員であるDan Nemrodovは言います。

この研究では、EEG機器に接続された被験者に顔の画像が表示されました。彼らの脳の活動が記録され、機械学習アルゴリズムに基づく手法を使用して、被験者の心の画像をデジタルで再現するために使用されました。

以前の調査で機能的磁気共鳴画像法（fMRI）から顔の画像が再構成されたため、ニューロイメージング技術を使用して視覚刺激に基づいて画像を再構成できるのは初めてではありません。しかし、この新しい研究はEEGデータを使用する最初のものです。

血流の変化を検出して脳の活動を測定するfMRIのような手法は、脳の特定の領域で何が起こっているかをより詳細に把握できますが、EEGはより一般的で、移植性があり、比較すると安価であることを考えると、より大きな実用的な可能性があります。

NEGrodov氏は、EEGの時間分解能も優れているため、ミリ秒までの時間で知覚がどのように発達するかを詳細に測定できると説明しています。

「fMRIは秒単位の時間スケールでアクティビティをキャプチャしますが、EEGはミリ秒スケールでアクティビティをキャプチャします。したがって、EEGを使用して脳内で顔の知覚がどのように発達するかを非常に詳細に確認できます」と彼は言います。実際、研究者たちは、私たちが見る顔の良い表現を形成するために私たちの脳に約170ミリ秒（0.17秒）かかると見積もることができました。

この研究は、EEGがこのタイプの画像再構成の可能性を秘めているという検証を提供しています。特に脳波データは比較的安価で移植性が高いため、脳波データを画像再構成に使用することは、神経工学の観点から、理論的および実用的な大きな可能性を秘めています。

次のステップに関しては、現在、EEGデータに基づく画像再構成がメモリを使用してどのように実行され、顔を超えたより広い範囲のオブジェクトに適用されるかをテストする作業が進行中です。しかし、最終的には幅広い臨床応用も可能になるでしょう。

「それは、口頭でコミュニケーションをとることができない人々にコミュニケーションの手段を提供することができました。エイドリアン・ネストル助教は、人が知覚しているものだけでなく、覚えていて想像していること、表現したいことについても、神経ベースの再構築を生み出すことができたと述べています。

「また、スケッチアーティストに提供された口頭による説明に頼るのではなく、潜在的な容疑者に関する目撃情報を収集する際に法執行機関に法医学的に使用することもできます。」

ジャーナルに掲載される研究 eNeuro、カナダ自然科学工学研究評議会（NSERC）とConnaught New Researcher Awardから資金提供を受けました。

「本当にエキサイティングなのは、正方形や三角形ではなく、人の顔の実際の画像を再構築していることです。これには、多くの細かい視覚的な詳細が含まれます」とNestor氏は付け加えます。

「誰かが脳の活動に基づいて視覚的に経験するものを再構築できるという事実は、多くの可能性を開きます。それは私たちの心の主観的な内容を明らかにし、私たちの知覚、記憶、および想像の内容にアクセスし、探索し、共有する方法を提供します。」

出典：トロント大学