一種可以解碼大腦訊號的新人工智慧工具在老鼠身上被證明“準確率達到 95%”

瑞士聯邦理工學院 (EPFL) 的研究人員開發了一種新的機器學習演算法,可以將大腦訊號轉化為影片。

該演算法稱為 CEBRA(發音為 zebra),有潛力揭示大腦記錄的數據中的隱藏結構並預測複雜資訊。

在一項實驗中,研究人員利用這項新技術成功地重建了老鼠所看到的電影。

“我們提出了一個問題:我們真的可以僅根據神經數據重建動物正在觀看的內容嗎?”洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 的神經科學家麥肯齊·馬西斯 (Mackenzie Mathis) 說。

「我們使用新演算法 CEBRA 來建立嵌入空間的潛在表示。然後您可以採用該嵌入空間,並將其用作神經解碼演算法的基礎,然後準確預測滑鼠正在觀看的幀序列」 。

研究小組使用 CEBRA 從美國華盛頓州西雅圖艾倫研究所記錄的大腦數據中繪製出大腦訊號和電影特徵。

華盛頓的研究人員向老鼠展示了一段黑白電影片段,內容是一名男子跑向汽車並打開後車箱。

透過插入視覺皮層區域的電極探針來測量小鼠的大腦訊號。光學探針被用於基因工程小鼠,使小鼠的神經元在被動觀看電影時傳遞訊息時發出綠光。

專家表示,隨著人們對大腦研究的興趣日益濃厚,這是基因工程的常見程序。

傑克遜實驗室科學主任兼教授納迪亞·羅森塔爾博士說:「有一種稱為光遺傳學的技術,可以使用在小鼠體內培育的遺傳標記(…),因此它不會對小鼠產生任何影響。

「老鼠甚至不知道它在那裡。它可以讓你追蹤神經何時放電。這樣你就可以真正觀察大腦中神經的放電網絡,」她告訴歐洲新聞台。

讀心人工智慧

CEBRA的準確度很高,AI重建的電影幾乎與原著完全吻合,略有扭曲。

「透過這種演算法,我們可以以超過 95% 的準確率對這些影片進行解碼。因此,我們認為這是第一次證明這種腦機介面風格的解碼實際上是可能的,」Mathis 說。

世界其他地方的研究人員最近在使用人工智慧解碼大腦訊號方面取得了突破。就在上週,德州奧斯汀的一個團隊推出了一個系統,能夠將某人的大腦活動轉化為連續的文字流。

日本大阪大學的一個團隊在三月進行的另一項研究揭示了人工智慧如何讀取大腦掃描來重建一個人所看到的圖像。

目前尚不可能僅根據大腦訊號完全重建人類所看到的內容,但其開發人員相信 CEBRA 可以在神經科學之外擁有臨床應用。

「它可用於視覺神經假體等,有可能恢復視力或進行手臂運動。所以那些癱瘓的患者或想要透過這種方式恢復甚至增強的患者,」馬西斯補充道。

Rosenthal 同意 CEBRA 等技術具有巨大潛力。

「我們現在擁有大量的新技術,可以讓我們觀察老鼠大腦中發生的事情,」羅森塔爾說。

她補充說:“我們可以設計這些小標記,讓我們能夠跟踪發生的事情,而不必殺死老鼠來打開大腦,這對我們很有幫助。”

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