Нейросеть помогла понять распознавание лиц мозгом
Интернациональная группа исследователей составила уточненную пространственно-временную карту нейронных связей, каковые несут ответственность за распознавание лиц. Результаты работы размещены в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Как мы знаем, что человек способен определять различия визуальных стимулов, к примеру лиц, очень скоро — менее чем за полсекунды. Но нейронный механизм распознавания изучен не хватает. Прошлые работы продемонстрировали, что с ним связаны затылочно-височные доли мозга, но из-за несовершенства способов (в большинстве случаев для этого применяют функциональную магнитно-резонансную томографию, фМРТ) погрешность измерений в этом случае имела возможность достигать двух секунд.
В это же время обработка информации участками затылочно-височных долей протекает в первые 100 миллисекунд по окончании предъявления стимула. В новой работе исследователи из университета Карнеги — Меллона и других институтов изучили пространственно-временные закономерности распознавания лиц посредством магнитоэнцефалографии (МЭГ). Данный способ разрешает зафиксировать магнитную активность мозга при помощи точных квантовых интерферометров.
В опыте четырем праворуким добровольцам блоками показывали 91 лицо с двумя выражениями: весёлым и нейтральным. Всего участники видели 26–28 таких блоков, а каждое лицо — четыре раза. При обнаружении лица, принадлежащего, согласно их точке зрения, одному человеку, испытуемые нажимали на кнопку. В один момент активность их мозга измерялась посредством МЭГ, по окончании чего снимки сравнивались со спецификой «зрения» неестественной нейросети
Пример стимульного материала. / © Mark D. Vida et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016
Сканирование разрешило выделить две территории мозга, активация которых сказала об узнавании: правую латеральную затылочную (rLO) долю и правую веретенообразную извилину (rFG). Сравнение с методом помогло оценить время и точность узнавания, за которое оно происходило. Так, механизм запускался спустя 50 миллисекунд, достигал первого пика между 100 и 200 миллисекундами, второго — через 250 миллисекунд и угасал приблизительно на 400 миллисекунде.
Согласно мнению ученых, рассмотренный подход есть перспективным для изучения мозговых процессов, связанных не только с обработкой визуальных стимулов. Сочетание классических способов визуализации с компьютерными методами разрешает замечать механизмы работы мозга в реальном времени. Это особенно принципиально важно, в то время, когда речь заходит о различиях на маленьком (миллисекундном) временном отрезке и определении того, как точен итог.