Door MRI-beelden van hersenen te analyseren met een elegant wiskundig model, is het mogelijk om de inhoud van gedachten preciezer dan ooit te reconstrueren.
Onderzoekers van de Radboud Universiteit Nijmegen slaagden er zo in te achterhalen naar welke letter een proefpersoon keek. Het wetenschappelijk tijdschrift Neuroimage heeft het artikel geaccepteerd en publiceert de resultaten binnenkort. Een voorlopige versie is online al te lezen.
Tot nu toe werd met behulp van scanners vooral gekeken naar welke hersengebieden actief waren bij een bepaalde taak. Staat een hersengebied aan of uit? Een onderzoeksgroep van het Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour van de Radboud Universiteit is er nu in geslaagd om een stap verder te gaan en uit de meetgegevens af te leiden waarnaar een proefpersoon kijkt.
De aangeboden letters.
De onderzoekers leerden een model hoe kleine meetvakjes van 2x2x2 mm – voxels noemen ze die – uit de hersenscans reageren op losse pixels. Door alle informatie over de pixels uit die voxels te combineren lukt het om een bekeken beeld te reconstrueren. Dit levert in principe nog geen mooi plaatje op maar een wat ruizig spikkeltjespatroon. In deze studie gebruikten de onderzoekers handgeschreven letters.
Reconstructie zonder voorkennis.
Voorkennis geeft verbetering
“Vervolgens hebben we iets nieuws gedaan”, zegt onderzoeksleider Marcel van Gerven. “We hebben het model voorkennis gegeven: zo zien letters eruit. Dat verbeterde de herkenning van de letters enorm, het model vergelijkt met welke letters de spikkels het meeste overeen komen en duwt dan de uitkomst van het plaatje in de richting van die letters, en dan komt de letter tevoorschijn, een echte reconstructie.”
Reconstructie met voorkennis.
Onze aanpak lijkt op hoe we denken dat het brein zelf voorkennis combineert met sensorische informatie – pas als je hebt leren lezen herken je de zwarte lijntjes en boogjes van dit bericht als letters. En dat is precies waar we naar op zoek zijn: modellen die natuurgetrouw weergeven wat in het brein gebeurt. We hopen die modellen zo te verbeteren dat we ze ook kunnen toepassen op het werkgeheugen of op subjectieve ervaringen als dromen of je iets inbeelden. Reconstructies laten zien of het model wat je gemaakt hebt de werkelijkheid benadert.
Betere resolutie; meer mogelijk
“In ons vervolgonderzoek gaan we werken met een sterkere MRI-scanner,”vertelt Sanne Schoenmakers die werkt aan een proefschrift over gedachtedecodering. “Door die hogere nauwkeurigheid van de MRI-beelden hopen we dan ook een hogere nauwkeurigheid in plaatjes te kunnen koppelen. Nu koppelen we plaatjes van de letters aan 1200 voxels, straks willen we plaatjes van gezichten koppelen aan 15.000 voxels.”
Bron: Radboud Universiteit Nijmegen
« Er is iets gebeurd, na de eerste training al… Het nieuwe ‘Smart Weapon’ voor verhoging van bedrijfsproductiviteit? »
