- Wiemy, że wyobrażanie sobie czegoś jest w pewien sposób bardzo podobne do widzenia – mówi Thomas P. Naselaris, neuronaukowiec, który kierował badaniami opublikowanymi w „Current Biology”. – Nie jest jednak identyczne. Chcieliśmy ustalić, czym dokładnie różni się wyobraźnia od widzenia.

By to zrobić, naukowcy sięgnęli po sztuczną inteligencję i opracowali system, który wykorzystywał uczenie maszynowe, by analizować i przetwarzać zdjęcia – na wzór ludzkiego narządu wzroku. – To sieć neuronowa działająca podobnie jak mózg, której zadaniem była praca z obrazami – wyjaśniał Naselaris.

Komputer jak mózg

Najpierw sztuczna inteligencja ćwiczyła się w „widzeniu” podsuwanych jej zdjęć. Następnie miała je odtwarzać – co symulowało działanie ludzkiej wyobraźni. Naukowcy skonstruowali system tak, że części sieci neuronowej odpowiadały częściom ludzkiego mózgu. W ten sposób każda z nich odgrywała inną role zarówno w patrzeniu, jak i w wyobrażaniu sobie różnych obrazów.

Następnym krokiem było sprawdzenie, które części mózgu uaktywniają się u ludzi zarówno podczas patrzenia, jak i wyobrażania sobie czegoś. Posłużyły do tego badania funkcjonalnym rezonansem magnetycznym. Testowani ochotnicy najpierw oglądali podsuwane im zdjęcia, a następnie mieli je sobie wyobrażać. W ten sposób naukowcy stworzyli mapy ich aktywności mózgowej.

Jak mózg widzi

Porównanie wyników pracy mózgu i sieci neuronowej wykazało, że i ludzki mózg i naśladująca go sieć działały podobnie. Gdy zadaniem było patrzenie, uaktywniały się zaangażowane w widzenie grupy neuronów począwszy od siatkówki, a skończywszy na korze wzrokowej. Podobnie było w przypadku wyobrażania sobie obrazów – jednak wówczas aktywność neuronów była mniej dokładna, bardziej rozproszona. Ten sam wynik dała symulacja obu procesów przeprowadzona przez sieć neuronową.

- Kiedy twoja wyobraźnia pracuje, aktywność mózgu jest mniej precyzyjna – wyjaśniał Naseralis. – Mózg nie skupia się na szczegółach, co oznacza, że jeśli obrazy przywoływane w wyobraźni są nieco rozmyte lub niedokładne, ma to odbicie w jego pracy.

Pomoc dla chorych

Badania, choć na razie teoretyczne, mogą mieć kiedyś czysto praktyczne zastosowanie. Jednym z syndromów zespołu stresu pourazowego jest uporczywe nawracanie traumatycznych wspomnień. Cierpiący na PTSD nie mogą się uwolnić od obrazów z przeszłości, które wbrew ich woli wyświetlają im się przed oczami. Doświadczenia takie jak przeprowadzone przez zespół prof. Naseralisa mogą w przyszłości pozwolić opracować terapie, które pomogą nie tylko im, ale i innym chorym psychicznie doświadczającym zaburzeń w przetwarzaniu obrazów.

- Kiedy ludzie mają inwazyjne wizje traumatycznych wydarzeń z przeszłości, można o tym myśleć jako o rozregulowaniu systemu przetwarzania wrażeń wzrokowych – mówi Naseralis. – W mózgu każdego z nas są bowiem systemy, które zabezpieczają nas przed przywoływaniem lub wyobrażaniem sobie niepokojących zdarzeń.

Pomoc chorym wymaga jednak opracowania bardziej zaawansowanych metod badawczych – szczególnie zaś tworzenia precyzyjnych map mózgowych, łączących wyobrażanie sobie konkretnych rzeczy z aktywnością poszczególnych części mózgu. Kolejny krok to zaś sprawienie, że sieć neuronowa będzie jeszcze dokładniej symulowała działanie ludzkiego umysłu.