威爾康奈爾醫(yī)學院、康奈爾理工學院和康奈爾大學伊薩卡校區(qū)的研究人員已經(jīng)展示了使用人工智能選擇的自然圖像和人工智能生成的合成圖像作為神經(jīng)科學工具來探測大腦的視覺處理區(qū)域。目標是應用數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法來理解視覺是如何組織的，同時潛在地消除在查看對研究人員選擇的一組更有限的圖像的響應時可能出現(xiàn)的偏差。
在發(fā)表在《通訊生物學》上的這項研究中，研究人員讓志愿者查看根據(jù)人類視覺系統(tǒng)的人工智能模型選擇或生成的圖像。預計這些圖像將最大程度地激活多個視覺處理區(qū)域。研究人員利用功能磁共振成像(fMRI)記錄志愿者的大腦活動，發(fā)現(xiàn)這些圖像確實比對照圖像更好地激活了目標區(qū)域。
研究人員還表明，他們可以使用這些圖像響應數(shù)據(jù)來調(diào)整個體志愿者的視覺模型，以便為特定個體生成最大程度激活的圖像比基于通用模型生成的圖像效果更好。
“我們認為這是研究視覺神經(jīng)科學的一種有前途的新方法，”該研究的資深作者、威爾康奈爾醫(yī)學院菲爾家族大腦和心智研究所的放射學數(shù)學和神經(jīng)科學數(shù)學教授 Amy Kuceyeski 博士說。 。
這項研究是與康奈爾工程學院和康奈爾理工學院電氣和計算機工程教授以及威爾康奈爾醫(yī)學院放射學電氣工程教授 Mert Sabuncu 博士的實驗室合作進行的。該研究的第一作者是 Zijin Gu 博士，他是一名博士生，在研究時由 Sabuncu 博士和 Kuceyeski 博士共同指導。
通過將大腦反應映射到特定圖像來建立人類視覺系統(tǒng)的準確模型，是現(xiàn)代神經(jīng)科學更雄心勃勃的目標之一。例如，研究人員發(fā)現(xiàn)，一個視覺處理區(qū)域可能會對面部圖像做出強烈反應，而另一個視覺處理區(qū)域可能會對風景做出反應?？紤]到用植入電極直接記錄大腦活動的風險和困難，科學家必須主要依靠非侵入性方法來實現(xiàn)這一目標。
首選的非侵入性方法是功能磁共振成像(fMRI)，它本質(zhì)上是記錄大腦小血管中血流的變化——這是大腦活動的間接測量——當受試者受到感官刺激或以其他方式執(zhí)行認知或身體任務時。功能磁共振成像機器可以以立方毫米量級的分辨率讀出大腦三個維度的微小變化。
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