Ваши тайные желания больше не секрет?
Ученые близки к тому, чтобы забраться в святая святых сознания: проникнуть в наши мысли, воспоминания, переживания, потаенные желания и даже узнать политические взгляды. О том, что подобрать ключи к нашему внутреннему миру вполне реально, говорит исследование группы ученых из Университета Неймегена (Голландия), опубликованное в журнале Nature. Они разработали систему, которая расшифровывает наши нейронные сигналы на основе сканирования мозга высокоточным МРТ. Принцип действия функциональной магнитно-резонансной томографии прост: когда активизируются те или иные участки мозга, им требуется кислород. Соответственно мощные сканеры могут разглядеть, какие клетки мозга во время того или иного вида умственной работы потребляют больше всего кислорода.
Задача голландских ученых состояла в том, чтобы создать алгоритм, который мог правильно интерпретировать сигналы нейронов. Поскольку чтение мыслей это задача довольно абстрактная (одни и те же мысли каждый понимает в меру своего разумения) перед искусственным интеллектом (ИИ) поставили предельно конкретную цель: воспроизвести портреты людей, которые будут демонстрировать участникам эксперимента. Тут двоякого толкования быть не может: если нейросеть способна "прочитать" реакцию зрительных нейронов мозга на изображение - реконструкция будет похожа на исходное фото. Если нет, на выходе получится не портрет, а каляка-маляка.
Технология проворачивания "фарша" назад
Важно обратить внимание на одно важное обстоятельство. Волонтерам демонстрировали фотографии не реальных людей, а портреты, синтезированные искусственным интеллектом. Создавать лица ИИ учился на крупномасштабном наборе данных CelebFaces Attributes Dataset (CelebA), который состоит из 200 тысяч изображений знаменитостей.
- Для создания изображений мы использовали самый мощный на сегодня инструмент - генеративно-состязательную нейросеть, - объясняет когнитивный нейробиолог Тирза Дадо, ведущий автор исследования. - Это алгоритм машинного обучения, где одна нейросеть учит другую. У одной сети - генерирующей - есть задача синтезировать изображение. Мы загружаем в нее данные и заставляем на их основе делать портреты. А чтобы ее обучить, мы используем другую нейросеть - дискриминатор, она умеет отличать картинки созданные машиной и реальные фотографии. А дальше включается принцип состязательности: генерирующая сеть вынуждена искать варианты создания лиц, которые не будут отличаться от реальных фотографий.
Для чего было необходимо пускаться в такие премудрости? Дело в том, что искусственному интеллекту важно понимать откуда "ноги растут" у реакции мозга на предъявленный стимул. И когда он видит реакцию нейронов на сигналы, созданные своими руками, он, грубо говоря, понимает какие клетки мозга активируются в ответ на нос картошкой, а какие - на губы сердечком. Реакция нейронов на незнакомые фотографии поставит ИИ в тупик. Соответственно, затем этот фарш можно провернуть в обратном направлении: по реакции мозга реконструировать синтезированное лицо, которое показывали добровольцу на картинке.
Когда нейросеть успешно прошла обучение, созданные ей картинки демонстрировали двум волонтерам, которым параллельно проводили функциональное МРТ мозга. За один подход волонтерам показывали 175 портретов в режиме: 1,5 секунды на разглядывание, 3 секунды перерыв, потом новая картинка. Результаты нейронной дешифровки сигналов мозга превзошли все ожидания. Реконструированные картинки отличались невероятной точностью.
В памяти свидетеля можно найти лицо преступника?
- Мы видим большой потенциал у этой технологии для чтения мыслей в будущем, - уверена Тирза Дадо. - Такой подход делает возможным общение с людьми, находящимися в глубокой коме или восстановление зрения у людей, ослепших в результате болезни или несчастного случая. Мы уже разрабатываем импланты, которые будут стимулировать зрительные зоны мозга, чтобы люди снова могли видеть.
А в перспективе, считают ученые, эта технология поможет следователям сканировать мозг свидетелей, чтобы найти в их памяти лица преступников.