Исследователи из американского университета Карнеги-Меллон впервые создали компьютерную модель, которая может предсказывать реакцию человеческого мозга на слова и понятия, сделав таким образом шаг к созданию технологии чтения мыслей.
Команда, которую возглавляли специалист в сфере информационных технологий Том Митчелл (Tom Mitchell) и нейропсихолог Марсель Джаст (Marcel Just), создали компьютерную модель, используя полученные с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ) реакции на 60 существительных, а также статистический анализ текстового корпуса, включавшего более триллиона слов.
Ученые ранее использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (ФМРТ), чтобы определить, какие области мозга активизируются, когда человек думает об определенных словах. Исследователи из Карнеги-Меллона сделали следующий шаг, научившись предсказывать области мозга, которые активизируются в ответ на вещественные существительные - те, что обозначают вещи, которые можно почувствовать.
Чтобы создать компьютерную модель, был проведен эксперимент, девять участников которого мысленно концентрировались на 60 словах-стимулах - по пять слов на одну из 12 семантических категорий, например, "животные", "части тела", "здания", "одежда", "насекомые", "машины" и "растения".
В этот момент их обследовали с помощью ФМРТ, определив таким образом какие области мозга реагируют на каждый из стимулов.
Затем исследователи проанализировали состоящий из триллиона слов корпус текстов, отражающих типичный словарь англоговорящего человека. Для каждого вещественного существительного из этого корпуса они подсчитали, как часто оно соседствует в текстах с каждым из 25 глаголов, связанных с сенсорно-моторными функциями, в частности, зрением, слухом, вкусом, запахом, едой, движением.
Проанализировав таким же способом 60 слов-стимулов, они определили, как их связи с одним из 25 глаголов влияют на каждый элемент трехмерной карты мозга.
Затем, чтобы предсказать реакцию мозга на любое вещественное существительное из корпуса текстов, модель определяла, как оно соотносится с одним из 25 глаголов и выстраивала карту активности, основываясь на данных о том, как это соотношение влияет на мозг.
Эти 25 глаголов, как кажется, и являются основными блоками, которые мозг использует для репрезентации значений, говорит Митчелл.
"Мы считаем, что нам удалось обнаружить некоторые из основных конструктивных блоков, которые использует мозг при представлении определенных значений", - добавляет он.
Профессор психологии Джаст считает, что эта модель даст возможность заглянуть в природу человеческого мышления.
"Значения вещественных существительных вызывают реакции в тех областях мозга, которые связаны с ощущениями, которые люди испытывают, ощущая их или манипулируя ими. Значение слова "яблоко", например, вызывает реакции в областях, ответственных за ощущения вкуса, запаха, за жевание", - поясняет он.
"Яблоко - это то, что вы можете с ним сделать. Наша работа - маленький, но важный шаг к тому, чтобы взломать "код мозга", - надеется он.
Кроме активизации областей мозга, ответственных за сенсорно-моторные реакции, исследователи обнаружили значимую реакцию в областях, связанных с планированием и долговременной памятью. Например, когда кто-то думает о яблоке, это может вызывать воспоминания о том, когда этот человек в последний раз ел яблоко, или заставить думать о том, как яблоко достать.
"Это приводит к теории значений, основанных на функциях мозга", - добавляет Джаст.
В будущем ученые намерены изучить, как мозг реагирует на комбинации существительных и прилагательных, фразы и простые предложения, а также на абстрактные существительные и понятия.
По мнению ученых, эта работа может привести к использованию сканирования мозга для чтения мыслей и, в частности, послужить для изучения аутизма, психических расстройств, таких как шизофрения, и других расстройств мыслительных способностей.
