Ved å måle hjerneaktivitet har forskere ved Yale, Berkeley og New York University klart å rekonstruere bilder av ansikter forsøkspersonene ser på. (Bilde: Alan Cowen)

FMRI

Forskere rekonstruerer ansikter med «tankelesing»

Kan en dag brukes på øyenvitner, mener forskerne bak.

Det er både fascinerende og skremmende, det forskere fra New York University, Yale og Berkeley har fått til.

Seks forsøkspersoner ble vist bilder av ansikter mens forskerne skannet hjernene deres med såkalt funksjonell magnetresonanstomografi, eller fMRI. 

Ved hjelp av avlesninger av hjerneaktiviteten kunne forskerne så rekonstruere ansiktene forsøkspersonene så på.

Algoritme

Først måtte forskerne vise forsøkspersonene bilder av 300 forskjellige ansikter, og bruke fMRI for å dokumentere hvordan hjernen aktiveres av å se de ulike ansiktene.

Dette datasettet fores inn i en algoritme, for å "lære" den hvordan individuelle hjernene reagerer på komponenter som ansikter har til felles. Deretter ble forsøkspersonene vist bilder av et sett med nye ansikter mens fMRI opptak ble foretatt.

Forskerne kunne da identifisere hvilke nye ansikter som ble presentert for personene kun ved å analysere hjerneaktiveringen deres med denne algoritmen. Forskerne kunne med andre ord «lese tankene» til forsøkspersonene.

– Vi generer ansiktstrekkene matematisk, men ender opp med å få informasjon om rase, kjønn, ansiktsform og annet. Basert på et bilde av hjerneaktivitet, som viser en respons på et ansikt som forsøkspersonen ikke har sett før, kan vi forutse grovt hvordan ansiktet ser ut, sier Alan Cowen ved UC Berkeley til Teknisk Ukeblad.

Les også: Dette plasteret kan mye mer enn å stoppe blod

Første gang

Hallvard Røe Evensmoen er forsker ved institutt for nevromedisin på NTNU, hvor man også anvender fMRI i forskning.

– Man har i tidligere studier brukt aktiveringsmønstre for å rekonstruere basale visuelle egenskaper, som kontrast og form. Her mener forskerne å ha rekonstruert aktivitet fra høyere kognitive områder, relatert til mer subjektive oppfatninger av ansikter.

Evensmoen forteller at det er ekstremt store forskjeller fra hjerne til hjerne. Derfor må man lage en egen algoritme som er basert på hjerneaktivitet fra hver enkelt person.

Les også: Har snudd aldringen i cellevev

A computer generated composite of a Functional Magnetic Resonance Imaging, FMRI, picture of a brain is shown on a computer screen on Emory University's campus in Atlanta, Monday, Jan. 30, 2006. A new study at Emory, which for the first time examined the brains of political partisans, found that it's emotion- not reason that drives the political thought process. (AP Photo/Ric Feld)
fMRI brukes i mange typer forskning. Bildet er fra en undersøkelse hvor man så på hjernene til tilhengere av ulike politiske partier, og konkluderte med at det er følelser, og ikke fornuft som drive politiske tankeprosesser. NTB scanpix

Grovkornet

fMRI gir forskerne en indirekte måling av hjerneaktivitet, ved at den måler hvor mye oksygen som forekommer i hver kube, eller "voxel", i et 3D-bilde av hjernen.

Evensmoen forteller at en voxel typisk vil inneholde over 100000 nevroner. Siden informasjonen forskerne har å spille på er relativt grovkornet, blir også de endelige rekonstruksjonene grove.

Alan Cowen er enig i at man ikke ville kjent igjen en person i en slik rekonstruering, men tror dette vil endre seg i fremtiden.

– Jeg er ikke tvil om at vi før eller siden klarer å lese av hjerneaktivitet med nok nøyaktighet til å lage gjenkjennbare rekonstruksjoner. Når det skjer kan ingen vite – det kan være om 20, 50 eller 100 år.

Les også: «Alkopille» skal gjøre deg beruset uten bivirkninger

Kan brukes med øyenvitner

Cowen forteller til Teknisk Ukeblad at metodene er relevante for mange ulike nevrovitenskapelige studier knyttet til ansiktsgjenkjenning, og kan lære oss mye om hvordan hjernen oppfatter ansikter. 

Man kan også bruke metoden for å forstå lidelser som prosopagnosi (vansker med å kjenne igjen ansikter), autisme og schizofreni, mener Cowen.

– Dette kan forbedre diagnoser og behandling for mennesker med denne typen lidelse. Kanskje man en dag kan bruke teknikken til å designe en type virtuell virkelighet, som hjelper disse menneskene i hverdagen.

Les også: Tror organproduksjon er rutine innen ti år

Etiske problemer

Cowen sier at metoden også kan brukes til å måle psykologiske forskjeller i befolkningen generelt.

– Man kan for eksempel forstå om fordommer mot andre raser foregår på et perseptuelt nivå. Teknikken kan også brukes til å utforske minner, fantasi og drømmer. Kanskje man om 20 til 50 år har utviklet teknologien til et punkt hvor man kan rekonstruere minner hos øyenvitner.

Cowen erkjenner også at teknologien, i en mer sofistikert form, vil stille oss overfor etiske problemstillinger.

– Det er definitivt etiske problemer knyttet til dette. Man vil ikke at en fremmed skal dechiffrere kjærlighetslivet vårt, våre dype lyster, pinlige vaner, svakheter og redsler. Vi må tenke på de etiske problemene rundt tankelesning allerede før teknologien blir moden.

Les også:

Ny MR-metode gir raskere svar

Her blir nerveceller skrevet ut med et vanlig blekkskriverhode

Nanoroboter skal behandle kreft mer effektivt enn cellegift