Mesterséges intelligenciával derítették ki, mit szeret látni a majomagy

A Harvard és a Washington Egyetem kutatói a látásfeldolgozás folyamatát vizsgálták idegsejti szinten.

Mesterséges intelligenciával derítették ki, mit szeret látni a majomagy

A mellékelt képek nem egy impresszionista alkotóverseny eredményei és nem is egy új horrorfilm grafikái, hanem egy érdekes kísérlet során keletkeztek. Ennek keretében egy mesterséges intelligencia olyan képeket igyekezett kreálni, amelyek specifikusan stimulálják egy rhesusmajom látókérgének bizonyos neuronjait. A furcsa képsorok ugyanis sokat segíthetnek annak kiderítésében, hogyan látja az agy a világot.

A kutatók máig bizonytalanok abban, hogyan lesz a retinára beérkező fotonokból az agyban koherens kép. Annyi bizonyos, hogy agyunk több rétegnyi idegsejtet tartalmaz a vizuális feldolgozásra, és ezek mindegyikének megvan a maga szerepe. Ahogy egy adott kép idegi jelei áthaladnak ezeken a rétegeken, fokozatosan épül fel a végső reprezentáció, de a folyamat részleteivel kapcsolatban sok a kérdés.

Ezeket igyekeztek tisztázni a Harvard és a Washington Egyetem kutatói, akik a látókéreg egy részét, az alsó temporális kérget kezdték el idegsejti szinten vizsgálni. A kéregrész a vizuális feldolgozási folyamat végén lép munkába, és elsődleges feladata a jelek szerint a látott objektumok azonosítása. Ezt többek közt onnan tudják a szakértők, hogy azon betegek, akiknél az agy ezen része megsérült úgynevezett agnóziában szenvednek, vagyis látásuk ugyan kiválóan működik, de csak részben képesek felismerni, hogy mit látnak. Bizonyos objektumosztályok, például egyes tárgycsoportok, vagy az arcok felismerésének képessége ugyanis kiesik a folyamatból.

Galéria megnyitása

A vizsgálat során a kutatók képeket mutattak a rhesusmajmoknak, és közben az állatok agyműködését monitorozták, hogy kiderítsék, melyik neuron pontosan mire való. Korábbi hasonló kísérletekből annyi már kiderült, hogy az agyterületen vannak olyan sejtek vagy sejtcsoportok, amelyek erősen reagálnak, ha például egy arcot vagy kezeket látnak, de a jelenség részleteivel eddig senki nem volt tisztában.

A szakértők ezért egy mesterséges intelligenciát hívtak segítségül: a majmoknak 40 véletlenszerűen generált, absztrakt képet mutattak meg, és közben nézték, hogy melyek stimulálják a legjobban a neuronokat. Ezt követően kiválasztották a 10 „leghatásosabb” képet, majd ezekből egy új képsort generáltak, amelyeket ismét „megfuttattak” a majomokon. Ezt a folyamatot aztán pár százszor megismételték.

Végeredményül olyan képeket kaptak, amelyek célzottan alkalmasak egyes neuronok vagy neuroncsoportok ingerlésére a majmok agyában. De ez még nem minden: a kezdetben felismerhetetlen ábrákból a sok-sok generáció alatt tényleges, felismerhető dolgokat ábrázoló képek alakultak ki. Az egyiken például egy majomarc látható, egy másikon pedig a kutatócsoport egyik tagjának maszkos arca.

Galéria megnyitása

Bár a képek nem teljesen tiszták, és kicsit torzak is, a kutatók szerint ezzel is fontos információkat árulnak el arról, hogyan kódolják vagy ismerik fel a neuronok a tárgyakat. „Azt hihetnénk, hogy egy arcfelismerésre specializálódott sejt számára az optimális stimulus egy arc lesz” – mondja Margaret S. Livingstone, a kutatócsoport vezetője. „Ehelyett azonban egy gnómot, egy torz alakot látunk. Ez pedig arról árulkodik, hogy a neuronok a szélsőségekre kódolnak, nem pedig a tipikusra.”

Livingstone szerint arról van szó, hogy amikor agyunk arcokat ismer fel, azt nem úgy teszi, hogy elménkben megvan az emberi arcok minden lehetséges permutációja, vagy esetleg egy tipikus arc, amely mintaként szolgál a többihez. Ehelyett a neuronok az arcként felismert tárgyak széles skálájának két végét kódolják, és ami ezek közé esik, azt tekintik arcnak.

A szakértők számára is meglepő volt, hogy mennyire komplex módon zajlik ez a felismerés az egyes idegsejtek szintjén is. Egy arcon rengeteg különféle vonás van, és az egyik látásfeldolgozással kapcsolatos teória szerint ezek felismerése úgy történik, hogy az egyes idegsejtek egyszerűbb elemeket kódolnak, és együtt dolgozva alakítják ki a végére az összetett képet. A kísérletből azonban nem ez derült ki: az egyes neuronok önmagukban is képesek voltak az algoritmust egy teljes arc konstruálására irányítani, ami azt jelzi, hogy az idegsejtek egyedül is alkalmasak a komplex objektumok felismerésére.

Ez persze nem jelenti azt, hogy egy-egy arc tényleges felismerése egyetlen neuron munkája: az idegsejtek egymáshoz kapcsolódva, együtt dolgozva interpretálják a szemekből beérkező információkat. De Livingstone és társai eredményei megerősítik, hogy az egyes neuronok is képesek komplex, specifikus feladatok elvégzésére, és ezeket a feladatokat immár kutatói oldalról is lehetséges azonosítani.

Neked ajánljuk

Kiemelt
-{{ product.discountDiff|formatPriceWithCode }}
{{ discountPercent(product) }}
Új
Teszteltük
{{ product.commentCount }}
{{ voucherAdditionalProduct.originalPrice|formatPrice }} Ft
Ajándékutalvány
0% THM
{{ product.displayName }}
nem elérhető
{{ product.originalPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.displayName }}

Tesztek

{{ i }}
{{ totalTranslation }}
Sorrend

Szólj hozzá!

A komment írásához előbb jelentkezz be!
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mondd el, mit gondolsz a cikkről.

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap