El ordenador utiliza señales del cerebro humano para modelar la percepción visual

En lo que es el primero de su tipo, los investigadores de la Universidad de Helsinki han demostrado una nueva técnica en la que un ordenador monitorea las señales del cerebro humano para modelar la percepción visual. En otras palabras, el ordenador intenta recrear lo que un ser humano está pensando en su cabeza. Esta técnica recién desarrollada da como resultado que el ordenador pueda producir información completamente nueva y imágenes ficticias que nunca habían aparecido antes.

El nuevo estudio se publicó en septiembre en la revista Scientific Reports , que es una revista en línea de acceso abierto que cubre múltiples disciplinas.

Los investigadores basaron la técnica en una nueva interfaz cerebro-ordenador, que tradicionalmente solo es capaz de comunicación unidireccional desde el cerebro hasta el ordenador. Esto da como resultado, por ejemplo, que se escriban letras o se mueva un cursor.

El trabajo fue el primero en demostrar tanto la presentación de la información por parte del ordenador como las señales del cerebro siendo modeladas al mismo tiempo mediante el uso de métodos de inteligencia artificial (IA). Las respuestas del cerebro humano y una red neuronal generativa interactuaron y generaron imágenes que representaban las características visuales de lo que los participantes se enfocaban.

Modelado Generativo Neuroadaptativo

El método se llama modelado generativo neuroadaptativo, y su efectividad se probó con 31 participantes. A estos participantes se les mostraron cientos de imágenes generadas por IA de una amplia variedad de personas, y se registró su EEG mientras veían las imágenes.

A los participantes se les dijo que se enfocaran en ciertas características de las imágenes, como caras y expresiones distintas. Luego se les presentó rápidamente una serie de imágenes de caras mientras se alimentaba la red neuronal con sus EEG. Esta red neuronal entonces infería si una imagen era detectada por el cerebro como coincidiendo con lo que los participantes se enfocaban.

Utilizando estos datos, la red neuronal pudo hacer una estimación sobre el tipo de caras que la gente estaba pensando, y las imágenes generadas por el ordenador se evaluaron con los participantes. Los resultados demostraron que las imágenes coincidían casi perfectamente con lo que estaban enfocados, y la tasa de precisión del experimento fue del 83%.

Tuukka Ruotsalo es un investigador de la Academia de Finlandia en la Universidad de Helsinki, Finlandia, así como profesor asociado en la Universidad de Copenhague, Dinamarca.

“La técnica combina las respuestas naturales humanas con la capacidad del ordenador para crear nueva información. En el experimento, a los participantes solo se les pidió que miraran las imágenes generadas por el ordenador. El ordenador, a su vez, modeló las imágenes mostradas y la reacción humana hacia las imágenes utilizando las respuestas del cerebro humano. A partir de esto, el ordenador puede crear una imagen completamente nueva que coincide con la intención del usuario”, dice Ruotsalo.

Otros Beneficios Potenciales

Además de generar imágenes de la cara humana, este nuevo estudio demostró cómo los ordenadores podrían aumentar la creatividad humana.

“Si deseas dibujar o ilustrar algo pero no puedes hacerlo, el ordenador puede ayudarte a lograr tu objetivo. Puede simplemente observar el enfoque de la atención y predecir lo que deseas crear”, dice Ruotsalo. Sin embargo, los investigadores creen que la técnica puede ser utilizada para comprender la percepción y los procesos subyacentes en nuestra mente.

“La técnica no reconoce pensamientos, sino que responde a las asociaciones que tenemos con categorías mentales. Así, aunque no podemos descubrir la identidad de una persona ‘mayor’ que un participante estaba pensando, podemos obtener una comprensión de lo que asocian con la vejez. Por lo tanto, creemos que puede proporcionar una nueva forma de obtener conocimiento sobre procesos sociales, cognitivos y emocionales”, dice el investigador senior Michiel Spapé.

Spapé también cree que estos resultados podrían ser utilizados dentro de la psicología.

“La idea de una persona mayor puede ser muy diferente de la de otra. Actualmente estamos descubriendo si nuestra técnica podría exponer asociaciones inconscientes, por ejemplo, al observar si el ordenador siempre representa a las personas mayores como, por ejemplo, hombres sonrientes”.