挑戰(zhàn)馬斯克腦機(jī)接口!俄羅斯最強(qiáng)讀心術(shù),通過(guò)腦電波知道你在看什么

??新智元報(bào)道??

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編輯：張佳

【新智元導(dǎo)讀】長(zhǎng)久以來(lái)，“讀心術(shù)”這種特異功能只在文學(xué)作品或影視作品中出現(xiàn)。現(xiàn)在，這種超能力通過(guò)AI實(shí)現(xiàn)了。俄羅斯的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可視化人的大腦活動(dòng)的方法，可以實(shí)時(shí)模擬測(cè)試人員看到的畫面。來(lái)新智元 AI 朋友圈和AI大咖們一起討論吧。

長(zhǎng)久以來(lái)，“讀心術(shù)”這種特異功能只在文學(xué)作品或影視作品中出現(xiàn)，比如說(shuō)《X戰(zhàn)警》中的X教授就具有這種超感知能力。

X教授

現(xiàn)在，這種超能力通過(guò)AI實(shí)現(xiàn)了。俄羅斯的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可視化人的大腦活動(dòng)的方法，可以實(shí)時(shí)模擬測(cè)試人員看到的畫面。先放幾張對(duì)比圖大家感受下：

每組對(duì)比圖中，在前面的是測(cè)試者看到的畫面，在后面的是由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)大腦活動(dòng)生成的相應(yīng)圖像，是不是很相近？你的眼睛看到了什么不再是秘密。

通過(guò)腦電圖重建圖像，看到了什么實(shí)時(shí)顯示

這項(xiàng)研究由俄羅斯公司Neurobotics和莫斯科物理與技術(shù)學(xué)院（MIPT）的研究人員共同完成。他們開發(fā)出一種腦機(jī)接口，依賴于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和和腦電圖（EEG）。EEG是一種通過(guò)放置在頭皮上的電極記錄腦電波的技術(shù)。該系統(tǒng)通過(guò)分析大腦活動(dòng)，實(shí)時(shí)重建正在接受腦電圖檢查的人所看到的圖像。

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研究人員開發(fā)了一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型，該模型由兩個(gè)單獨(dú)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)組成，其中一個(gè)用于解碼不同類別的圖像，第二個(gè)將腦電圖特征轉(zhuǎn)換為圖像解碼器的空間域(spatial domain)?。

這項(xiàng)研究有什么用？MIPT神經(jīng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Vladimir Konyshev介紹道：“我們正在致力于國(guó)家技術(shù)倡議的Neuronet輔助技術(shù)項(xiàng)目，該項(xiàng)目的重點(diǎn)是腦機(jī)接口，可使中風(fēng)后患者控制手臂外骨骼以進(jìn)行神經(jīng)康復(fù)，或者使癱瘓的患者可以開車，比如電動(dòng)輪椅。最終目標(biāo)是提高健康個(gè)體神經(jīng)控制的準(zhǔn)確性?！?/span>

在實(shí)驗(yàn)的第一部分，神經(jīng)生物學(xué)家讓健康的受試者觀看10秒的YouTube視頻片段，總時(shí)長(zhǎng)為20分鐘。

該小組選擇了五個(gè)視頻類別：抽象形狀，瀑布，人臉，運(yùn)動(dòng)物體和賽車運(yùn)動(dòng)。賽車運(yùn)動(dòng)包括從第一視角錄制的雪地摩托車、水上摩托、摩托車和賽車。

測(cè)試視頻

通過(guò)對(duì)腦電圖數(shù)據(jù)的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)每一類視頻的腦電波模式都是不同的。這使得研究小組能夠?qū)崟r(shí)分析大腦對(duì)視頻的反應(yīng)。

在實(shí)驗(yàn)的第二階段，從最初的五個(gè)類別中隨機(jī)選出三個(gè)類別。研究人員開發(fā)了兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：一種用于從“噪聲”中生成隨機(jī)類別特定圖像，另一種用于從腦電圖中生成類似的“噪聲”。然后，該團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練了網(wǎng)絡(luò)，使其能夠以將EEG信號(hào)轉(zhuǎn)換為類似于測(cè)試對(duì)象所觀察到的實(shí)際圖像的方式共同運(yùn)行。

腦機(jī)接口（BCI）系統(tǒng)的操作算法

為了測(cè)試系統(tǒng)可視化大腦活動(dòng)的能力，研究人員向受試者播放了以前從未觀看過(guò)的相同類別的視頻。他們觀看的時(shí)候，EEG被記錄下來(lái)并饋送到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)通過(guò)了測(cè)試，生成了令人信服的圖像，這些圖像可以在90%的情況下被輕松分類。

“腦電圖是從頭皮記錄的腦信號(hào)的集合。研究人員過(guò)去認(rèn)為，通過(guò)腦電圖研究大腦過(guò)程，就像通過(guò)分析蒸汽火車留下的煙霧、找出蒸汽機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一樣不可想像，”論文的共同作者Grigory Rashkov解釋說(shuō)?！拔覀儧](méi)想到它包含了足夠的信息，甚至可以部分重建一個(gè)人觀察到的圖像。事實(shí)證明，這是完全可能的?！?/span>

“更重要的是，我們可以以此作為腦機(jī)接口實(shí)時(shí)運(yùn)行的基礎(chǔ)。這確實(shí)令人放心。在當(dāng)今的技術(shù)下，埃隆·馬斯克設(shè)想的侵入性神經(jīng)接口面臨復(fù)雜的外科手術(shù)和由于自然過(guò)程而迅速退化的挑戰(zhàn)——它們會(huì)氧化并在數(shù)月內(nèi)失效。我們希望我們最終可以設(shè)計(jì)出更經(jīng)濟(jì)的，不需要植入的神經(jīng)接口。”

對(duì)于這項(xiàng)研究，有網(wǎng)友評(píng)論：要是能重建夢(mèng)境就好了。你怎么看？

論文地址：

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/787101v2.full