V današnjem natečaju za znanost - tako čudno - mora biti - znanstvena fantastika, imamo jasnega zmagovalca: nova študija, v kateri skupina znanstvenikov uporablja MRI stroj, računalniški model in tisoče slik iz internet, da ugotovimo, kaj ljudje vidijo, kot sanjajo.
Sorodne vsebine
- Zakaj so miselna potepanja lahko tako bedna, menijo strokovnjaki za srečo
Neverjetno, kot se sliši, raziskovalci iz Kyota na Japonskem trdijo, da so zgradili nekaj iz stroja za branje sanj, ki se je naučil dovolj o nevroloških vzorcih treh udeležencev raziskav, da so s 60-odstotno natančnostjo napovedali vizualizacije spanja. Študija, objavljena danes v Science, je prvi primer, v katerem so bili zbrani objektivni podatki o vsebini sanj.
Na videz izredna ideja je zgrajena iz preprostega koncepta: da naši možgani sledijo predvidljivim vzorcem, ko reagirajo na različne vrste vizualnih dražljajev, sčasoma pa lahko učni algoritem ugotovi, kako povezati vsakega od teh vzorcev z različnimi razredi vizualizacij. Študija iz leta 2005 enega raziskovalcev je to opravila na veliko bolj primitiven način - medtem ko so bili subjekti budni - z učnim programom pravilno z uporabo funkcionalnih odčitkov MRI (fMRI označuje pretok krvi v različne dele možganov), da se ugotovi, v katero smer je subjekt je iskal.
Ta študija je sledila istemu načelu, vendar jo je v veliko bolj ambiciozni smeri iskala, da se dejanskim slikam - ne le vizualnim usmeritvam - ujemajo z odčitki fMRI, in to storite, medtem ko osebe zaspajo.
Raziskava je bila opravljena na treh udeležencih, od katerih je vsak po 10 dneh zaspal v MRI skenerju v več 3-urnih blokih. Udeleženci so bili ožičeni tudi z elektroencefalografskim (EEG) aparatom, ki spremlja splošno stopnjo električne aktivnosti v možganih in je bil uporabljen za označevanje, v kateri fazi spanja so bili.
Najgloblje, najdaljše sanje se pojavijo med spanjem REM, ki se običajno začne po nekaj urah spanja. Toda hitre, sporadične halucinacije se pojavijo tudi med 1. fazo ne-REM spanja, ki se začne nekaj minut po tem, ko ste se oddaljili, raziskovalci pa so v tej fazi želeli izslediti vizualizacije.
Medtem ko je fMRI spremljal pretok krvi v različne dele možganov preiskovanca, so zaspali; potem, ko so znanstveniki opazili, da so vstopili v 1. fazo, so jih zbudili in prosili, naj opišejo, kaj so prej videli med sanjanjem. Ta postopek so ponovili skoraj 200-krat za vsakega od udeležencev.
Nato so posneli 20 najpogostejših razredov predmetov, ki jih je videl vsak udeleženec (na primer "stavba", "oseba" ali "pismo") in po spletu iskali fotografije, ki so v grobem ustrezale predmetom. Te slike so udeleženci pokazali, ko so bili budni, tudi v MRI skenerju, nato pa so odčitavanja primerjali z odčitki MRI, ko so ljudje v sanjah videli iste predmete. To jim je omogočilo izoliranje določenih vzorcev možganske aktivnosti, ki so resnično povezani z videnjem določenega predmeta iz nepovezanih vzorcev, ki so preprosto korelirali s spanjem.
Hranili so vse te podatke - 20 najpogostejših vrst predmetov, ki jih je vsak udeleženec videl v sanjah, predstavljenih na tisoče slik iz spleta, skupaj z možgansko aktivnostjo udeležencev (iz odčitkov MRI), ki so nastale kot rezultat videnja le-teh - v algoritem učenja, ki je sposoben izboljšati in izpopolniti svoj model na podlagi podatkov. Ko so tri pragove povabili nazaj v MRI, da preizkusijo na novo izpopolnjen algoritem, je ustvaril videoposnetke, kot je spodnji, ustvaril skupine povezanih slik (posnetih iz tisoč na spletu) in izbral katero od 20 skupin elementov (besede (spodaj) se mi je zdelo, da je oseba najverjetneje videla na podlagi odčitkov MRI:
Ko so tokrat zbudili subjekte in jih prosili, naj opišejo svoje sanje, se je izkazalo, da so bile napovedi stroja boljše od naključja, čeprav nikakor popolne. Raziskovalci so izbrali dva razreda predmetov - enega je sanjač poročal, da je videl, in enega, ki ga on ali ona ni - in preveril, kdaj je algoritem poročal le o enem od njih, kako pogosto je napovedoval pravilnega.
Algoritem je dobil prav 60 odstotkov časa, kar delež raziskovalcev ne more razložiti slučajno. Zlasti je bilo bolje razlikovati vizualizacije iz različnih kategorij kot različne slike iz iste kategorije, torej boljše možnosti je bilo povedati, ali sanjač vidi osebo ali prizor, vendar je bil manj natančen pri ugibanju, ali je določen človek prizorišče je bila zgradba ali ulica.
Čeprav je sposoben le razmeroma surovih napovedi, sistem kaže nekaj presenetljivega: naše sanje se morda zdijo kot subjektivne, zasebne izkušnje, vendar prinašajo objektivne in dosledne podatke, ki jih lahko analizirajo tudi drugi. Raziskovalci trdijo, da bi bilo to delo lahko začetni korak v znanstveni analizi sanj, sčasoma pa bi omogočilo bolj izpopolnjeno interpretacijo sanj v globljih fazah spanja.
