العلماء “يعيدون مشاهدة” مقاطع ال التي شاهدتها الفئران من خلال دراسة أدمغتها ScienceAle

في دراسة جديدة غريبة، قام العلماء بتحليل نشاط الدماغ لدى الفئران واستخدموه لإعادة بناء مقاطع فيديو لما شاهدته الفئران.

قام الفريق، بقيادة باحثين في جامعة كوليدج لندن (UCL)، بقياس الخلايا العصبية الفردية التي كانت تنشط في القشرة البصرية للفئران، ثم قام بتشغيل البيانات من خلال خوارزمية أعادت إنشاء مقاطع الفيديو التي شاهدتها الفئران، بكسل تلو الآخر.

“باستخدام هذا النهج، تمكنا من تحقيق إعادة بناء عالية الجودة لمقاطع فيديو مدتها 10 ثوانٍ،” يقول جويل باور، عالم الأحياء العصبية في كلية لندن الجامعية والمؤلف الرئيسي لدراسة تصف العمل.

“لقد تحسنت دقة عمليات إعادة البناء مع إدراج بيانات من المزيد من الخلايا العصبية الفردية، مما يدل على أهمية البيانات العصبية الشاملة.”

في حين أنه بعيد كل البعد عن طبعة جديدة عالية الدقة لما فعله الفأر بالأمس، إلا أنه من الغريب رؤية أوجه التشابه التي تم سحبها من البيانات العصبية النقية.

إطار الحدود = “0” سماح = “مقياس التسارع؛ التشغيل التلقائي؛ الكتابة في الحافظة؛ الوسائط المشفرة؛ جيروسكوب؛ صورة داخل صورة؛ مشاركة الويب” Referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin”allowfullscreen>

بدأ الباحثون بنموذج ترميز عصبي ديناميكي طوره فريق آخر. يتنبأ هذا النظام بالخلايا العصبية التي ستطلق استجابةً لمدخلات فيديو محددة. حتى أنه يفسر سلوك الفئران أثناء مشاهدة مقاطع الفيديو، والتي تتضمن أشياء مثل سرعة الجري وموضع وقطر بؤبؤ العين.

ومن خلال هذه البيانات، يمكن للعلماء العمل بشكل عكسي لإعادة إنشاء تمثيل عام للفيديو الأصلي من خلال تحليل الخلايا العصبية التي تنشط.

حقق العمل السابق ارتباطًا قدره 0.301 بين النشاط العصبي المتوقع و”الحقيقة الأرضية”.

ولتحسين دقة التعديلات في الدراسة الجديدة، أعاد الفريق تدريب سبعة إصدارات من النموذج باستخدام شاشة رمادية فارغة كخط أساس. ثم قاموا بحساب الفرق في نشاط الخلايا العصبية بين الشكل الذي ستبدو عليه إذا رأوا شاشة فارغة وما تبدو عليه بالفعل.

ومن هذا المنطلق، تمكن العلماء من تحديث بكسل الشاشة الفارغة ببكسل، حتى يشبه الفيديو النهائي ما شاهده الفأر في الأصل.

بعد تدريب النماذج، عرض الباحثون على خمسة فئران مقطع فيديو جديدًا مدته 10 ثوانٍ لم يتم تدريب النماذج عليه بشكل خاص.

كان النشاط العصبي لحيوانات الاختبار كافياً لإعادة بناء الفيديو بدقة أكبر من النموذج السابق. في هذه الحالة، حقق الباحثون ارتباطًا يصل إلى 0.569 بين مقاطع الفيديو الأصلية والمعاد بناؤها.

يختلف النجاح باختلاف مقاطع الفيديو، لكن أفضل النتائج تعتمد على التوقيت (في تغيير وحدات البكسل) لمقطعي الفيديو.

لم يكن حل وتغطية عمليات إعادة البناء ناجحًا تمامًا مثل التوقيت، لكن الفريق يخطط للتركيز على تحسينها في العمل المستقبلي.

فكرة “قراءة” عقل شخص ما واستخراج تمثيل مرئي لما رأوه هو أمر مثير للقلق بعض الشيء في عالم تآكلت فيه الخصوصية الفردية بشكل كبير بالفعل.

استخدمت الأبحاث السابقة قبعات EEG لترجمة المشاركين البشريين الأفكار في النص بدرجة مخيفة من الدقة، في حين تم استخدام أخرى فحوصات الرنين المغناطيسي الوظيفي ل معرفة القصة الأساسية التي سمعها المشاركون في البودكاست.

ومع ذلك، يقول الباحثون الذين قاموا بهذه الدراسة الجديدة إن الغرض الرئيسي من العمل هو التحقق من كيفية معالجة الدماغ للمعلومات المرئية من العيون، وكيف يختلف ذلك عما هو موجود بالفعل.

متعلق ب: تكشف فحوصات الدماغ متى ستغير رأيك – قبل أن تفعل ذلك

“ليس لدينا تمثيل مثالي للعالم في رؤوسنا. إن خط المعالجة المرئية يشوه تمثيلنا ويشوهه بطريقة تعدل المعلومات.” يقول باور.

“هذا الانحراف بين الواقع والتمثيلات في الدماغ ليس بالضرورة خطأً ولكنه ميزة تعكس كيفية تفسير عقولنا للمعلومات الحسية وتعزيزها. نريد استكشاف كيفية حدوث ذلك في الدماغ.”

وقد نشر البحث في المجلة eLife.