poniedziałek, 22 października 2012

Przewidywanie treści snów na postawie aktywności kory wzrokowej

Podczas zeszłotygodniowej konferencji Society for Neuroscience, która odbyła się w Nowym Orleanie, zespół kierowany przez Yukiyasu Kamitani z ATR Computational Neuroscience Laboratories w Kyoto, przedstawił wyniki swoich badań, w których przy użyciu połączonej techniki fMRI/EEG udało się w pewnym stopniu przewidzieć wizualną treść snów osób badanych.

Badacze z Japonii skanowali mózgi trzech ochotników podczas ich snu i za każdym razem kiedy stwierdzono u nich początek snu budzono ich i pytano, co im się śniło. Podczas eksperymentu trwającego kilka dni udało się zebrać około 200 opisów snów, z których badacze wyodrębnili słowa kluczowe i te, które występowały najczęściej, posegregowali w 20 głównych kategorii, takich jak „samochód”, „kobieta” czy „komputer”. Następnie osobom badanym pokazywano zdjęcia przedmiotów obrazujących słowa kluczowe i jednocześnie skanując ich mózgi, a uzyskane dane porównano z zapisem fMRI/EEG zarejestrowanym tuż przed tym, jak uczestnik badania został obudzony i poproszony o opisanie swojego snu. Analizowana była aktywność obszarów V1, V2 i V3 kory wzrokowej, które zaangażowane są w przetwarzanie wzrokowe na wczesnych jego etapach, kodując takie zmienne charakteryzujące elementy obrazu jak kontrast czy orientacja w przestrzeni. Jednocześnie przyglądano się innym regionom odpowiedzialnym za wyższe funkcje wzrokowe, jak np. rozpoznawanie obiektów. W końcu, na podstawie opracowanego modelu komputerowego badacze mogli z dużą dokładnością (75-80%) przewidzieć zawartość treści wizualnych snów ochotników jedynie na podstawie aktywnosci ich kory wzrokowej rejestrowanej podczas snu.

Wyniki te potwierdziły wcześniejsze przypuszczenia, że w kontekście wzrokowych aspektów procesów śnienia wykorzystywane są podobne mechanizmy co w procesach przetwarzania obrazów wzrokowych podczas stanu czuwania. Dodatkowo stwierdzono, że przypominanie sobie treści snów jest oparte o pamięć krótkotrwałą, ponieważ dekodowanie treści wizualnej snów była najdokładniejsza wtedy, gdy brano pod uwagę 9-sekundowy odcinek czasu tuż przed obudzeniem ochotnika. Co ciekawe, w doniesieniu tym przedstawiono jedynie wyniki dotyczące snów, które miały miejsce tuż po rozpoczęciu snu, a w zasadzie na etapie doświadczeń hipnagogicznych, a nie samej fazy REM, z której dane są dopiero w trakcie analizy.

Zespół Yukiyasu Kamitani już wcześniej (2008) przeprowadził podobne doświadczenie, w którym dokonał rekonstrukcji statycznego obrazu na podstawie aktywności mózgu, a niedawno ukazała się też praca zespołu Jacka Gallanta z University of California, w której pokazano, że możliwe jest odtworzenie dynamicznych doświadczeń percepcyjnych (oglądanych filmów) za pomocą pomiarów zmian hemodynamicznych w mózgu i zastosowania odpowiedniego modelu obliczeniowego (więcej o tych badaniach pisałem w artykule Rekonstrukcja obrazu na podstawie aktywności kory wzrokowej...). Już wtedy spekulowano na temat możliwości wykorzystania tych technik do, dosłownie, nagrywania snów. Wcześniej jednak rekonstruowano obrazy w oparciu o pracę mózgu osób, które nie spały lecz przyglądały się obrazom lub filmom. Tym razem wykorzystano dane fMRI/EEG rejestrowane ze snu „jedynie” do przewidzenia treści snu, a nie jej dosłownej rekonstrukcji.

Na nagrywanie snów przyjdzie nam zapewne jeszcze trochę poczekać, niewątpliwie jednak badania nad rekonstrukcją obrazów (a także mowy – publikacja Pasley i in. z tego roku) na podstawie pracy mózgu są coraz bardziej zaawansowane i obiecujące. Z niecierpliwością czekam na publikację tych wyników (a w szczególności tych z fazy REM), o czym nie omieszkam wspomnieć na łamach Lucidologii.


Horikawa T, Tamaki M, Miyawaki Y, Kamitani Y. Decoding visual dream contents from the human brain. 2012 Neuroscience Meeting Planner. New Orleans, LA: Society for Neuroscience, 2012. Online.

Costandi, M. (2012). Scientists read dreams Nature DOI: 10.1038/nature.2012.11625 

Pasley BN, David SV, Mesgarani N, Flinker A, Shamma SA, Crone NE, Knight RT, & Chang EF (2012). Reconstructing speech from human auditory cortex. PLoS biology, 10 (1) PMID: 22303281

1 komentarz:

  1. Na kanale Lucidologii na Youtubie można znależć playliste z 4 filmami dotyczącymi badań prowadzonych przez grupę Kamitani oraz grupę Gallanta (po jednym wykładzie każdego z panów oraz po jednym krótkim filmiku na temat każdego badania)

    http://www.youtube.com/playlist?list=PLwCWf2eD8glmVQHcbw2RyF9CjMlLXeQCq

    OdpowiedzUsuń

Liczba wyświetleń

Śledź przez Email

Creative Commons License
Treść bloga jest dostępna na licencji Creative Commons Attribution-NonCommercial 2.0 Generic License

Copyright © Lucidologia Published By Gooyaabi Templates | Powered By Blogger

Design by Anders Noren | Blogger Theme by NewBloggerThemes.com