计算机使用人类大脑信号来模拟视觉感知

在这项开创性的研究中，赫尔辛基大学的研究人员展示了一种新技术，计算机监测人类大脑信号以模拟视觉感知。换句话说，计算机尝试重现人类大脑中正在思考的东西。这项新开发的技术使计算机能够产生完全新的信息和以前从未出现过的虚构图像。

这项新研究于九月在Scientific Reports 杂志上发表，该杂志是一份涵盖多个学科的开放访问在线期刊。

研究人员基于一种新型的脑机接口，这种接口传统上只能实现从大脑到计算机的一种通信。例如，字母被拼写或光标被移动。

这项工作首次展示了计算机呈现信息和大脑信号同时被模拟的能力，使用人工智能（AI）方法。人类大脑反应和生成性神经网络相互作用，生成了代表参与者关注的视觉特征的图像。

神经适应性生成建模

这种方法被称为神经适应性生成建模，其有效性是在31名参与者的帮助下测试的。这些参与者被展示了数百张人工智能生成的多样化人脸图像，并在观看图像时记录了他们的脑电图（EEG）数据。

参与者被要求关注图像中的某些特征，例如独特的面部和表情。然后，他们被快速呈现一系列面部图像，同时将脑电图数据输入到神经网络中。该神经网络然后推断出图像是否被大脑检测为与参与者关注的内容相匹配。

使用这些数据，神经网络能够对参与者正在思考的面部类型做出估计，并由参与者评估计算机生成的图像。结果表明，图像几乎完美地匹配了他们的关注点，实验的准确率为83%。

图卡·鲁奥萨洛（Tuukka Ruotsalo）是芬兰赫尔辛基大学的芬兰科学院研究员，也是丹麦哥本哈根大学的副教授。

“这种技术将自然的人类反应与计算机创建新信息的能力相结合。在实验中，参与者只被要求看计算机生成的图像。计算机反过来，使用人类大脑反应模拟了显示的图像和人类对图像的反应。从中，计算机可以创建一个完全新图像来匹配用户的意图，”鲁奥萨洛说。

其他潜在的益处

除了生成人脸图像外，这项新研究还展示了计算机如何增强人类的创造力。

“如果你想画或绘制某些东西，但无法做到，计算机可能会帮助你实现目标。它可以观察注意力焦点并预测你想要创造什么，”鲁奥萨洛说。然而，研究人员相信，这种技术可能被用来了解感知和我们大脑中的潜在过程。

“这种技术不识别思想，而是对我们与心理类别相关的联想做出反应。因此，虽然我们无法确定参与者正在思考的特定’老人’的身份，但我们可能会对他们与老年相关的联想有所了解。我们因此相信，它可能提供了一种新的方法来洞察社会、认知和情感过程，”高级研究员米希尔·斯帕佩（Michiel Spapé）说。

斯帕佩还相信，这些结果可以在心理学中使用。

“一个人对老年人的想法可能与另一个人非常不同。我们目前正在探索我们的技术是否可能揭示无意识的联想，例如查看计算机是否总是将老年人渲染为，例如，微笑的男人。”