Berkeleyn yliopiston neurotutkimusinstituutin toiminnallinen magneettikuvauslaite.
Berkeleyn yliopiston neurotutkimusinstituutin toiminnallinen magneettikuvauslaite.

Yhdysvaltalaistutkijat pystyivät jäljittämään aivokuvannuksella, minkä elokuvan koehenkilö oli katsellut – ja luomaan siitä videon. 

Mitä jos voisi katsella YouTubesta omia uniaan? Yhdysvaltalaistutkijoiden mukaan tämä scifiltä kuulostava idea ei ole ollenkaan mahdotonta.

Kalifornian Berkeleyn yliopiston tutkijat onnistuivat toiminnallisen aivokuvannuksen (fMRI) ja tietokoneohjelman avulla toistamaan, mitä ihminen oli aiemmin nähnyt – testitapauksessa Hollywood-elokuvan trailereita.

Aiemmin neurotutkija Jack Gallant kollegoineen taltioi koehenkilöiden näköaivokuoren toimintaa, kun nämä katselivat mustavalkoisia valokuvia. Tämän jälkeen he kehittivät tietokonemallin, joka pystyi ennustamaan hätkähdyttävällä tarkkuudella, mitä kuvaa koehenkilö katsoi.

Nyt ryhmä on edennyt aivosignaalien purkamisessa liikkuviin kuviin. Tietokoneohjelman rakentamista varten kolme koehenkilöä lojui magneettikuvausputkessa tuntitolkulla katsellen Hollywood-elokuvien trailereita. Samalla laite rekisteröi veren virtausta näköaivokuorella, ja tietokone jakoi aivodatan kolmiulotteiseksi pikseleiksi, "vokseleiksi".

"Jokaisesta muotoa ja liikettä kuvaavasta aivovokselista tehtiin oma malli", tutkijaryhmään kuuluva ja yhtenä koehenkilönä toiminut Shinji Nishimoto sanoo.

Tietokone opetettiin yhdistämään elokuvan osiot sekunti sekunnilta sitä vastaavaan aivotoimintaan.

Elokuvien ennallistamisalgoritmia testattiin siten, että ohjelmaan syötettiin 18 miljoonaa sekuntia satunnaisia YouTube-videoita ja käskettiin ennustaa reaktio, jonka ne herättäisivät kunkin koehenkilön aivoissa.

Ne sata pätkää, jotka tietokone päätteli eniten samankaltaisiksi sen elokuvan osioiden kanssa, jonka koehenkilö oli nähnyt, yhdistettiin yhtäjaksoiseksi videoksi. Näin saatiin sumea, mutta jotakuinkin tunnistettava toiste alkuperäisestä trailerista.

Elokuvien ennallistaminen aivokuvannuksella on haastavaa, koska fMRI:n luotaamat muutokset veren virtauksessa ovat huomattavasti hitaampia kuin dynaamista visuaalista informaatiota koodaavien neuronien signaalit.

"Ratkoimme ongelman kaksitasoisella mallilla, joka ruotii neuronien toimintaa ja verenvirtausta erikseen", Nishimoto sanoo.

"Tämä on merkittävä loikka päänsisäisen kuvastomme todentamiseen", Gallant kehuu. Sovellutukset saattaisivat auttaa ymmärtämään, mitä esimerkiksi koomapotilaiden mielessä liikkuu. Menetelmä saattaa myös poikia teknologiaa, jonka avulla muun muassa halvauspotilaat voisivat ohjata tietokoneita mielensä voimalla.

Toistaiseksi teknologia pystyy ennallistamaan vain elokuvanpätkiä, joita ihminen on katsellut. Tutkijoiden mukaan läpimurto kuitenkin lupailee, että joskus kyetään toistamaan päämme sisällä esitettäviä "elokuvia" kuten unia ja muistoja.

Ajatusten ja aikeiden lukemisesta sen sijaan ollaan vuosikymmenten päässä, tutkijat huomauttavat.

Tutkimuksen julkaisi Current Biology.