コンピューターが人間の脳信号を使用して視覚的認識をモデル化する

ヘルシンキ大学の研究者は、初めての試みとして、コンピューターが人間の脳信号をモニタリングして視覚的認識をモデル化する新しい技術を実証しました。つまり、コンピューターは人間が頭の中で考えていることを再現しようとします。この新しく開発された技術により、コンピューターは完全に新しい情報と以前には表示されなかった架空の画像を生成することができます。

新しい研究は、9月に、Scientific Reportsという、複数の分野をカバーするオープンアクセスオンラインジャーナルに掲載されました。

研究者たちは、従来は脳とコンピューター間の片方向の通信しかできない脳コンピューターインターフェースに基づいてこの技術を開発しました。例えば、文字を綴ったり、カーソルを移動したりします。

この研究は、コンピューターの情報提示と脳信号の両方を同時に人工知能（AI）方法を使用してモデル化する最初の実証となりました。人間の脳応答と生成的なニューラルネットワークが相互作用し、参加者が注目していたものの視覚的な特性を表す画像を生成しました。

神経適応生成モデリング

この方法は神経適応生成モデリングと呼ばれ、31人の参加者を使用してその有効性がテストされました。これらの参加者は、多様な人々のAI生成画像の数百枚を見せられ、画像を表示しながら参加者のEEGが記録されました。

参加者は、画像内の特定の特徴、たとえば独特の顔や表情に注目するように指示されました。次に、顔画像のシリーズが迅速に提示され、EEGがニューラルネットワークに供給されました。このニューラルネットワークは、画像が参加者が注目していたものと一致するかどうかを推測しました。

このデータを使用して、ニューラルネットワークは、人々がどのような顔を考えているかについての推定を行い、コンピューター生成画像は参加者によって評価されました。結果は、画像がほぼ完全に参加者が注目していたものと一致し、実験の精度率は83％でした。

Tuukka Ruotsaloは、フィンランドのヘルシンキ大学でアカデミー・オブ・フィンランドの研究員であり、デンマークのコペンハーゲン大学で准教授でもあります。

「この技術は、自然な人間の反応とコンピューターの新しい情報を作成する能力を組み合わせています。実験では、参加者はコンピューター生成画像をただ見るだけでした。コンピューターは、画像を表示し、人間の反応を使用して、人間の脳信号をモデル化しました。ここから、コンピューターはユーザーの意図に合った完全に新しい画像を作成することができます」とRuotsaloは述べています。

その他の潜在的な利点

人間の顔の画像を生成することに加えて、この新しい研究は、コンピューターが人間の創造性を高めることができる方法を示しました。

「何かを描いたりイラストしたりしたいができない場合、コンピューターはあなたの目標を達成するのを助けることができます。コンピューターはただ注意を払う焦点を観察し、あなたが作りたいものを予測することができます」とRuotsaloは述べています。ただし、研究者たちは、この技術が認識と心の根底にあるプロセスを理解するために使用される可能性があると考えています。

「この技術は、思考を認識するのではなく、精神的なカテゴリとの関連性に反応します。したがって、特定の『老人』について考えていた参加者のアイデンティティを知ることはできませんが、老齢に関連するものについての理解を得ることができます。したがって、私たちは、これが社会的、認知的、感情的なプロセスを理解するための新しい方法を提供する可能性があると考えています」とシニアリサーチャーのMichiel Spapéは述べています。

Spapéは、この結果が心理学の中で使用される可能性があると考えています。

「一人の人の老人のイメージは、別の人の老人のイメージと非常に異なる可能性があります。私たちは現在、コンピューターが老人を、たとえば笑顔の男性として常に描写するかどうかを調べて、潜在的な無意識の関連性を明らかにする可能性のある技術を発見しています」