AI ใช้ในการสร้างคลื่นสมองของมนุษย์แบบเรียลไทม์

ทีมนักวิจัยได้สร้างเครือข่ายประสาทเทียมที่สามารถสร้างคลื่นสมองของมนุษย์แบบเรียลไทม์ได้ ตามรายงานของ Futurism ทีมวิจัยซึ่งประกอบด้วยนักวิจัยจากสถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีแห่งมอสโก (MIPT) และ Neurobotics corporation สามารถแสดงคลื่นสมองของบุคคลโดยการแปลคลื่นด้วยเครือข่ายประสาทเทียมคอมพิวเตอร์วิชัน และแสดงเป็นภาพ

ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ใน bioRxiv และมีวิดีโอรวมอยู่ในบทความวิจัย ซึ่งแสดงถึงวิธีการที่เครือข่ายสร้างภาพขึ้นมา ทีมวิจัยของ MIPT หวังว่าการวิจัยนี้จะช่วยในการสร้างระบบการฟื้นฟูสมองหลังโรคหลอดเลือดสมอง ที่ควบคุมโดยคลื่นสมอง เพื่อสร้างอุปกรณ์การฟื้นฟูสำหรับผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง นักประสาทวิทยาศาสตร์ต้องศึกษาว่าสมองใช้กระบวนการใดในการเข้ารหัสข้อมูล ส่วนหนึ่งของการทำความเข้าใจกระบวนการเหล่านี้คือการศึกษาว่าผู้คนรับรู้ข้อมูลวิดีโออย่างไร ตาม ZME Science วิธีการทั่วไปในการดึงภาพออกจากคลื่นสมองมักจะวิเคราะห์สัญญาณที่มาจากเซลล์ประสาทโดยใช้การฝังเข็มหรือดึงภาพโดยใช้ fMRI

ทีมวิจัยจาก Neurbiotics และ MIPT ใช้การบันทึกคลื่นสมองโดยใช้เครื่องบันทึกคลื่นสมอง (EEG) ซึ่งบันทึกคลื่นสมองจากเครื่องมือที่ติดที่หนังศีรษะ ในกรณีเช่นนี้ ผู้คนมักจะสวมอุปกรณ์ที่ติดตามสัญญาณประสาทของตนเองขณะดูวิดีโอหรือมองภาพ การวิเคราะห์กิจกรรมของสมองให้ผลลัพธ์เป็นคุณลักษณะที่สามารถใช้ในระบบการเรียนรู้ของเครื่อง ระบบการเรียนรู้ของเครื่องสามารถสร้างภาพที่บุคคลเห็นได้ และแสดงภาพบนจอแบบเรียลไทม์

การทดลองแบ่งออกเป็นหลายส่วน ในช่วงแรกของการทดลอง นักวิจัยให้ผู้เข้าร่วมดูคลิปวิดีโอ 10 วินาทีจาก YouTube เป็นเวลาประมาณ 20 นาที วิดีโอที่ใช้ในการทดลองแบ่งออกเป็น 5 หมวดหมู่ ได้แก่ กีฬามอเตอร์สปอร์ต, หน้าคน, รูปร่างนามธรรม, น้ำตก และกลไกที่เคลื่อนไหว หมวดหมู่เหล่านี้สามารถมีวัตถุหลากหลายชนิดได้ ตัวอย่างเช่น หมวดกีฬามอเตอร์สปอร์ตมีคลิปของรถสโนว์โมบิลและรถจักรยานยนต์

ทีมวิจัยวิเคราะห์ข้อมูล EEG ที่บันทึกไว้ขณะผู้เข้าร่วมดูวิดีโอ EEG แสดงรูปแบบเฉพาะสำหรับวิดีโอคลิปแต่ละคลิป ซึ่งหมายความว่าทีมวิจัยสามารถตีความได้ว่าผู้เข้าร่วมดูวิดีโออะไรในเวลานั้น

ช่วงที่สองของการทดลองมี 3 หมวดหมู่ที่เลือกแบบสุ่ม มีการสร้างเครือข่ายประสาทเทียมสองเครือข่ายเพื่อทำงานกับหมวดหมู่เหล่านี้ เครือข่ายแรกสร้างภาพสุ่มที่อยู่ในหนึ่งในสามหมวดหมู่ โดยสร้างภาพจากเสียงสุ่มที่ถูกปรับให้กลายเป็นภาพ ในขณะที่เครือข่ายที่สองสร้างเสียงสุ่มจากการสแกน EEG ข้อมูลจากทั้งสองเครือข่ายถูกนำมาเปรียบเทียบและภาพที่สร้างสุ่มถูกอัปเดตตามข้อมูลเสียงสุ่มจาก EEG จนกระทั่งภาพที่สร้างขึ้นคล้ายกับภาพที่ผู้เข้าร่วมดู

หลังจากที่ระบบถูกออกแบบแล้ว นักวิจัยทดสอบความสามารถของระบบในการแสดงคลื่นสมองโดยให้ผู้เข้าร่วมดูวิดีโอที่ยังไม่เคยดูจากหมวดหมู่เดียวกัน EEG ที่สร้างขึ้นระหว่างการดูวิดีโอรอบที่สองถูกส่งเข้าเครือข่าย และเครือข่ายสามารถสร้างภาพที่สามารถจัดหมวดหมู่ได้ถูกต้อง 90% ของเวลา

นักวิจัยสังเกตเห็นว่าผลลัพธ์ของการทดลองนี้น่าประหลาดใจเพราะมันเคยถูกมองว่าไม่มีข้อมูลเพียงพอใน EEG เพื่อสร้างภาพที่ผู้คนเห็น แต่ผลการวิจัยของทีมวิจัยพิสูจน์ว่ามันสามารถทำได้

วลาดิมีร์ โคโนชเชฟ หัวหน้า实验室 Neurorobotics ที่ MIPT อธิบายว่าแม้ว่าทีมวิจัยจะเน้นการสร้างเทคโนโลยีช่วยเหลือสำหรับผู้ทุพพลภาพ แต่เทคโนโลยีที่พวกเขากำลังทำงานอาจนำไปใช้ในการสร้างอุปกรณ์ควบคุมประสาทสำหรับประชาชนทั่วไปในอนาคต โคโนชเชฟอธิบายกับ TechXplore

“เรากำลังทำงานในโครงการ Assistive Technologies ของ Neuronet ของ National Technology Initiative ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การสร้างอินเทอร์เฟซระหว่างสมองและคอมพิวเตอร์ที่ช่วยให้ผู้ป่วยหลอดเลือดสมองสามารถควบคุมแขนหุ่นยนต์สำหรับการฟื้นฟูสมอง หรือผู้ป่วยที่เป็นอัมพาตสามารถขับรถเก้าอี้ล้อได้ เป็นต้น เป้าหมายสูงสุดคือการเพิ่มความแม่นยำของการควบคุมประสาทสำหรับบุคคลที่มีสุขภาพดีเช่นกัน”