Jak działa wyobraźnia? Naukowcy wykazali, że może ją mieć nawet komputer

Jaki jest związek między tym, co widzimy, a tym, co sobie wyobrażamy? Żeby znaleźć odpowiedź na to pytanie, badacze z Medycznego Uniwersytetu Południowej Karoliny wykorzystali sztuczną inteligencję i symulowali pracę ludzkiego mózgu
Jak działa wyobraźnia? Naukowcy wykazali, że może ją mieć nawet komputer

– 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.

Magdalena SalikM
Napisane przez

Magdalena Salik

Zastępczyni Redaktora Naczelnego „Focusa”, wcześniej sekretarz redakcji magazynu i redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury rosyjskiej, popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com.