Gondolatminták feltérképezése
CMU-tudósok az emberi agy elrendezéséről
A Carnegie Mellon Egyetem (CMU) kognitív tevékenységünk feltérképezésén dolgozó kutatói érdekes felismerésre jutottak: számítógépes algoritmusuk segítségével kimutatták, hogy az emberi agyak elrendezése hasonló.
Kalapácsok vagy csavarhúzók?
Egyik kísérletük során, a tucatnyi résztvevőt mágneses rezonanciás képalkotás (MRI) vizsgálatnak vetették alá. Tíz tárgyi elemről – öt szerszámról és öt lakóházról – mutattak nekik fényképet. Egyszerre természetesen csak egyet, és minden alkalommal megkérték őket, hogy gondoljanak a képen látható tárgy tulajdonságaira. Az összes kísérleti alany agymintáját rögzítették. Az egyetem gépitanulás-tanszékén agyminták elemzésére fejlesztett algoritmussal megállapították, hogy a résztvevők ugyanazoknál a tárgyaknál általános mintát használták. Az algoritmus „rájött”, mikor (látták és) gondoltak többen is ugyanarra a képre.
„Mindig elcsodálkoztunk azon, hogy X agya ugyanúgy van elrendezve, mint Y-é” – értékeli a kísérlet eredményeit Tom M. Mitchell, a gépitanulás-tanszék vezetője. – „Azaz, hogy létezik valami, ami minden emberben hasonló. És ez rendkívül izgalmas. Ez a legizgalmasabb az egész kutatásban.”
Ha egy kalapácsra gondolunk, a számítógép azonosítja, hogy egy másik személy mikor gondol szintén a kalapácsra. De amellett, hogy azonosítja, az algoritmus arra is képes, hogy kimutassa az eszközök közötti eltéréseket. Míg a korábbi vizsgálatoknál használt gépek nem tettek különbséget a kalapács és például a csavarhúzó között, a CMU algoritmusa „észreveszi” az azonos tárgyosztályba tartozó objektumok másságát. Elődei olyan általános (és igencsak tág) kategóriákban „gondolkoztak,” mint épületek, munkaeszközök, stb. És ezen a szinten meg is állt a tudományuk. Az új algoritmus sokkal pontosabb, sőt, annyira pontos, hogy minimális hibaszázalékkal képes megállapítani, mit nézünk.
Térképre minden gondolattal!
A kísérlet tanulsága: a technológia segítségével felgyorsítható kognitív tevékenységünk feltérképezése, jobban megérthetők az agyi rendellenességek, mint például az autizmus.
„Rendkívül érdekes” – lelkesedett Marcel Just, a CMU idegkutatója. – „Eddig ugyanis nem tudtuk, miként jelenítődnek meg a gondolatok az agyban.”
Két fontos következtetést máris levontak. Egyrészt, létezik egy, meghatározott tárgyak érzékeléséhez és szemléléséhez kapcsolódó, azonosítható neurális minta. Másrészt, a gondolatminták az agy különböző részeire kiterjedve, különös komplexitásról tanúskodnak: egy viszonylag egyszerű kép agyunk más területein indíthat be egyszerre gondolatokat: miként használjuk a látott tárgyat, mit tettünk korábban az adott kalapáccsal, és így tovább. Azaz, a CMU algoritmusa sokat segít annak a rejtélynek a kiderítésében, hogy az agy hogyan szervezi rendszerbe gondolatainkat, és mi a minden emberre jellemző közös vonás ebben a folyamatban.
„Teljes térképet szeretnék az elmeállapotokról és a gondolkodásról” – elmélkedik Just. – „Munkánk csak egy félszeg csecsemőlépés, viszont gondoljunk bármire is, egészen biztos, hogy agyunkban meg lesz jelenítve.”
Úgy véli, hogy – hiába tűnik tudományos-fantasztikumnak – öt-tíz éven belül kivitelezhető lesz a viszonylag komplex agytérkép. Előbb viszont biztosan nem.
