Er gebeurt een misdrijf en er is een getuige. In plaats van een schetsartiest die een portret van de verdachte tekent op basis van verbale beschrijvingen, sluit de politie de getuige aan op EEG-apparatuur. De getuige wordt gevraagd zich de dader voor te stellen en uit de EEG-gegevens verschijnt een gezicht.
Hoewel dit scenario alleen op het gebied van science fiction bestaat, brengt nieuw onderzoek van de Universiteit van Toronto Scarborough het een stap dichter bij de realiteit. Wetenschappers hebben EEG-gegevens ('hersengolven') gebruikt om beelden te reconstrueren van gezichten die aan proefpersonen worden getoond. Met andere woorden, ze gebruiken EEG om aan te boren wat een onderwerp ziet.
Is het gedachten lezen? Soort van.
Wanneer we iets zien, creëren onze hersenen een mentale indruk of "perceptie" van het ding. In het onderzoek hebben onderzoekers 13 proefpersonen aangesloten op EEG-apparatuur en ze beelden van menselijke gezichten laten zien. De proefpersonen zagen één blij gezicht en één neutraal gezicht voor 70 verschillende personen, voor een totaal van 140 foto's. De gezichten flitsten elk een fractie van een seconde over het scherm. De opgenomen hersenactiviteit, zowel individuele gegevens als geaggregeerde gegevens van alle onderwerpen, werd vervolgens gebruikt om het gezicht opnieuw te creëren met behulp van machine learning. De gereconstrueerde afbeeldingen werden vervolgens vergeleken met de originele afbeeldingen. De verzamelde gegevens leverden nauwkeurigere resultaten op, maar individuele gegevens waren ook nauwkeuriger dan willekeurige kansen.
Daarvoor hadden wetenschappers beelden gereconstrueerd met behulp van gegevens van functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI). Een deel van dit onderzoek werd gedaan aan de Universiteit van Toronto Scarborough, in hetzelfde lab. Ander recent werk omvatte het implanteren van elektroden in de hersenen van makaken om te leren hoe neuronen reageerden toen de apen naar gezichten keken, wat wetenschappers een beter inzicht geeft in hoe mensen gezichtsbeelden creëren.
"Wat de huidige studie speciaal maakt, is dat de reconstructie bij mensen werd verkregen met behulp van een relatief goedkoop en algemeen hulpmiddel zoals EEG, " zegt Dan Nemrodov, postdoctorale fellow bij UT Scarborough, die de techniek ontwikkelde. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift eNeuro .
(Links) Gezichten getoond aan proefpersonen, (Rechts) Gezichtsreconstructies met behulp van de AI (Dan Nemrodov et al./University of Toronto Scarborough) EEG kan visuele waarnemingen vastleggen terwijl ze zich ontwikkelen, zegt Nemrodov, terwijl fMRI de tijd veel slechter vastlegt. De onderzoekers konden de EEG-techniek gebruiken om te schatten dat het de hersenen 170 milliseconden (0, 17 seconden) kost om een gezicht weer te geven dat we zien. Het team hoopt dat hun methode kan worden gebruikt naast fMRI-technieken om nog nauwkeurigere reconstructies te maken.
Nemrodov benadrukt dat de techniek in het onderzoek waargenomen prikkels gebruikte. Met andere woorden, het reconstrueerde wat onderwerpen zagen, niet wat ze dachten.
Maar het team onderzoekt nu of beelden kunnen worden gereconstrueerd vanuit het geheugen of de verbeelding.
“[Dit] zou tal van mogelijkheden openen, van forensisch, zoals reconstructie van het uiterlijk van mensen die door getuigen worden gezien op basis van hun hersensignaal, tot non-verbale vormen van communicatie voor mensen met beperkte communicatievaardigheden, tot integratie van deze systemen als onderdelen van een hersen-computerinterface voor professionele en entertainmentdoeleinden, ”zegt Nemrodov.
Voor mensen die niet kunnen praten, kan de techniek hen mogelijk in staat stellen zich te uiten door beelden te tonen van wat ze waarnemen, onthouden of zich voorstellen. Verdachte afbeeldingen kunnen in theorie nauwkeuriger zijn. Het onderzoek kan mogelijk ook inzichten opleveren in hoe de hersenen gezichten zien die mensen met aangeboren prosopagnosie kunnen helpen, beter bekend als gezichtsblindheid. Mensen met deze aandoening kunnen gezichten niet herkennen, hoe vertrouwd ze ook zijn.
Ondanks de sciencefiction-sfeer van het onderzoek, zegt Nemrodov dat we ons geen zorgen moeten maken over sinister, dystopisch gebruik.
"Er is weinig reden om te suggereren dat we de gedachten van mensen tegen hun wil kunnen lezen met behulp van onze methode, " zegt hij. "Om nauwkeurige resultaten te produceren, vertrouwen we op de medewerking van de deelnemers bij het aandacht schenken aan gepresenteerde stimuli."
Er zijn ethische kwesties als het gaat om het gebruik van hersenscans om beelden te reproduceren, zegt Jack Gallant, een cognitieve neurowetenschapper aan de Universiteit van Californië, Berkeley. Maar deze problemen zijn pas relevant als de interfaces voor het decoderen van hersengolven veel geavanceerder zijn. Om beeldreconstructie voor veel van alles nuttig te maken, hebben we een apparaat nodig dat zowel draagbaar is als met hoge resolutie kan meten, waarbij zowel ruimtelijke als tijdelijke dimensies worden vastgelegd.
"We weten niet wanneer een dergelijk apparaat beschikbaar zou komen", zegt Gallant. "Als we wisten hoe we dat ding moesten bouwen, zouden we het al bouwen."
