Ученые из США и Японии
считают, что в обозримом будущем они смогут записывать на видео человеческие
сны и «видеть», о чем думают пациенты, впавшие в кому. Уже сейчас они научились
восстанавливать зрительные образы, наблюдая за активностью головного мозга с
помощью магнитно-резонансного томографа (МРТ).
Первые успешные
эксперименты в этом направлении были проведены еще несколько лет назад. Сначала
группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли сканировала головной
мозг людей, которым демонстрировали несколько черно-белых фотографий. Затем они
построили вычислительную модель, которая позволила по сигналам от зрительной
коры с высокой точностью предсказать, на какое изображение в данный момент
смотрит испытуемый.
В 2011 году технология
была существенно усовершенствована и позволила реконструировать не только
статические, но и движущиеся изображения. Исследователи демонстрировали
участникам эксперимента видеоролики, а затем декодировали изображение на основе
данных с МРТ и датчиков электроэнцефалографа. Компьютерная модель участка
мозга, отвечающего за восприятие динамичных объектов, была разделена на
множество кубических ячеек, в каждой из которых измеряли интенсивность
кровотока и нейронную активность. Программа сопоставляла эти данные с каждой
секундой видеоклипа и определяла, за какую часть визуального образа отвечает
каждый участок. В результате ученые научились записывать видео фактически «из
головы» подопытных. Полученные ролики далеки от идеала, но на них можно
различить силуэты людей и очертания увиденных объектов.
В работе,
опубликованной в журнале Science, японские нейробиологи под руководством Юкиясу
Камитани из Института передовых телекоммуникационных исследований(ATR) в Киото
предложили трем молодым людям поспать внутри МРТ с дополнительными датчиками
для регистрации электрических сигналов. Когда приборы показывали, что участники
эксперимента находятся на ранней стадии сна, их будили и просили рассказать,
что им снилось. Затем человеку давали заснуть и снова его будили с тем же
вопросом.
За несколько блоков
исследования авторы накопили более двухсот рассказов. В большинстве случаев
люди описывали видения из повседневной жизни. Это могли быть улицы города,
статуи в парке, деревья, люди. Кому-то снилась встреча с кинозвездой, или
человек сам представлял себя в образе певца в студии.
Камитани и его коллеги
выделили в каждом рассказе группу ключевых слов, таких как «автомобиль»,
«мужчина» или «женщина». Затем они проанализировали записи приборов в момент,
предшествовавший каждому пробуждению. Основной упор был сделан на зоны мозга,
где формируются основные элементы визуального восприятия - контрастность
изображения и очертания предметов. В предыдущих работах ученые уже
продемонстрировали возможность реконструкции крупных контрастных объектов и
букв, которые наблюдали люди, по сигналам с этих участков. Теперь они построили
алгоритм, позволяющий выявлять наличие во сне тех или иных образов и таким
образом предсказывать содержание сновидения. Например, они научились с
точностью до 80% определять,видел ли человек во сне других людей.
Авторы работы говорят,
что на данный момент они смогли расшифровать лишь малую часть мозговых
сигналов. Вполне вероятно, в будущем, когда получится заглянуть в более
глубокие слои головного мозга, они смогут не только понимать сюжет сна, но и
видеть его детали, как это делали их американские коллеги. А значит, нельзя
исключить, что когда-нибудь люди смогут выкладывать в интернет не только видео,
снятое на мобильный телефон, но и собственные сны.