En forbrytelse skjer, og det er et vitne. I stedet for at en skisseartist tegnet et portrett av den mistenkte basert på muntlige beskrivelser, hekter politiet vitnet opp til EEG-utstyr. Vitnet blir bedt om å avbilde gjerningsmannen, og fra EEG-data vises et ansikt.
Selv om dette scenariet bare eksisterer innen science fiction, bringer ny forskning fra University of Toronto Scarborough det et skritt nærmere virkeligheten. Forskere har brukt EEG-data (“hjernebølger”) for å rekonstruere bilder av ansikter som er vist til forsøkspersoner. Med andre ord bruker de EEG for å benytte seg av hva et emne ser.
Er det tankelesing? På en måte.
Når vi ser noe, skaper hjernen vår et mentalt inntrykk eller "oppfatning" av tingen. I studien koblet forskere 13 personer til EEG-utstyr og viste dem bilder av menneskelige ansikter. Forsøkspersonene så ett lykkelig ansikt og ett nøytralt ansikt for 70 forskjellige individer, for totalt 140 bilder. Ansiktene blinket over skjermen i et brøkdel av et sekund. Den registrerte hjerneaktiviteten, både individuelle data og samlede data fra alle forsøkspersoner, ble deretter brukt til å gjenskape ansiktet ved hjelp av maskinlæring. De rekonstruerte bildene ble deretter sammenlignet med originalbildene. Samlede data ga mer nøyaktige resultater, men individuelle data var også mer nøyaktige enn tilfeldige sjanser.
Før dette hadde forskere rekonstruert bilder ved hjelp av data fra funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI). Noe av denne forskningen ble gjort ved University of Toronto Scarborough, i samme laboratorium. Andre nyere arbeider involverte implantering av elektroder i hjernen til makaker for å lære hvordan nevroner reagerte da apene så på ansikter, noe som gir forskere en bedre forståelse av hvordan mennesker lager ansiktsbilder.
"Det som gjør den nåværende studien spesiell er at rekonstruksjonen hos mennesker ble oppnådd ved hjelp av et relativt billig og vanlig verktøy som EEG, " sier Dan Nemrodov, postdoktor ved UT Scarborough som utviklet teknikken. Forskningen ble nylig publisert i tidsskriftet eNeuro .
(Venstre) Ansikter vist til forsøkspersoner, (høyre) Ansiktsrekonstruksjoner ved bruk av AI (Dan Nemrodov et al./University of Toronto Scarborough) EEG er i stand til å fange visuelle oppfatninger når de utvikler seg, sier Nemrodov, mens fMRI fanger tiden mye dårligere. Forskerne klarte å bruke EEG-teknikken for å estimere at det tar hjernen 170 millisekunder (0, 17 sekunder) for å fremstille et ansikt vi ser. Teamet håper metoden deres kan brukes sammen med fMRI-teknikker for å gjøre enda mer nøyaktige rekonstruksjoner.
Nemrodov understreker at teknikken i studien brukte opplevde stimuli. Med andre ord var det å rekonstruere hvilke fag som så, ikke hva de tenkte.
Men teamet studerer nå om bilder kan rekonstrueres fra hukommelse eller fantasi.
"[Dette] ville åpne for mange muligheter fra rettsmedisin, for eksempel gjenoppbygging av utseendet til mennesker sett av vitner basert på hjernesignalet, til ikke-verbale kommunikasjonstyper for personer med nedsatt evne til å kommunisere, til integrering av disse systemene som deler av et hjerne-datamaskingrensesnitt for profesjonelle formål og underholdningsformål, sier Nemrodov.
For mennesker som ikke kan snakke, kan teknikken potensielt tillate dem å uttrykke seg ved å vise bilder av det de oppfatter, husker eller forestiller seg. Mistenkte bilder kan teoretisk sett være mer nøyaktige. Forskningen kan også potensielt gi forståelser for hvordan hjernen ser ansikter som kan hjelpe mennesker med medfødt prosopagnosia, ofte kjent som ansiktsblindhet. Personer med denne tilstanden klarer ikke å gjenkjenne ansikter, uansett hvor kjent.
Til tross for science fiction vibe av forskningen, sier Nemrodov at vi ikke bør være bekymret for uhyggelige, dystopiske bruksområder.
"Det er liten grunn til å antyde at vi vil kunne lese folks sinn mot deres vilje ved å bruke vår metode, " sier han. "For å gi nøyaktige resultater er vi avhengige av deltakernes samarbeid for å ta hensyn til presenterte stimuli."
Det er etiske spørsmål når det gjelder å bruke hjerneskanninger for å reprodusere bilder, sier Jack Gallant, en kognitiv nevrovitenskapsmann ved University of California, Berkeley. Men disse problemene vil ikke være relevante før grensesnitt for avkoding av hjernebølger er mye mer avanserte. For å gjøre bildekonstruksjon til et nyttig verktøy for mye av alt, trenger vi en enhet som er både bærbar og kan måle i høy oppløsning, og fanger både romlige og tidsmessige dimensjoner.
"Vi vet ikke når en slik enhet vil bli tilgjengelig, " sier Gallant. "Hvis vi visste hvordan vi skulle bygge den tingen, ville vi allerede bygget den."
