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Technology Review

Bildgebendes Verfahren sagt Gedanken voraus

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Wissenschaftler an der University of California in Berkeley haben ein Computermodell demonstriert, mit dem sich mit hoher Genauigkeit bestimmen lässt, welches Bild eine Person gerade betrachtet – aus einem Pool von über tausend Aufnahmen und allein basierend auf der Messung der aktuellen Gehirnaktivität. Wie das Technologiemagazin Technology Review in seiner Online-Ausgabe berichtet, kam dabei die funktionelle Magnetresonanztomographie, kurz fMRT, zum Einsatz. Sie zeigt den Blutfluss im Nervengewebe und macht es so möglich, derzeit aktive Bereiche unseres Denkapparates zu ermitteln. "Die Studie legt nahe, dass fMRT-basierte Messverfahren zur Gehirnaktivität deutlich mehr Informationen über die ihr zugrunde liegenden neuronalen Prozesse enthalten, als man das zuvor angenommen hatte", meint Jack Gallant, Neurowissenschaftler an der kalifornsichen Hochschule und Hauptautor der Untersuchung.

Für die Studie sammelten die Forscher zunächst Informationen darüber, wie das Gehirn Bilder verarbeitet, indem sie die Aktivitäten in der visuellen Hirnrinde aufzeichneten, während Testpersonen mehrere tausend zufällig ausgewählte Bilder betrachteten. Diese Informationen wurden dann abgespeichert und mit Hilfe spezieller Algorithmen verarbeitet. Das sich daraus ergebende Modell konnte schließlich Muster in der Gehirnaktivität herauslesen, die von einem bestimmten Bild ausgelöst werden. So ergab sich ein erstaunlich gut funktionierendes Vorhersagemodell, was eine Versuchsperson gerade betrachtete.

Zeigte man den Freiwilligen später ein neues Bild, das nicht im ersten Durchgang enthalten war, konnte das Computermodell mit einer Genauigkeit von 90 Prozent ermitteln, welche von 120 möglicher Aufnahmen betrachtet wurden. "Das ist ein für mich sehr überraschender Genauigkeitsgrad", meint Frank Tong, Neurowissenschaftler an der Vanderbilt University in Nashville, der die Studie begutachtet hat, "es ist erstaunlich, wie viele bildliche Informationen mit dieser indirekten Methode ablesbar waren."

Noch ist es allerdings unmöglich, vollständig zu rekonstruieren, was eine Person gerade sieht. Entsprechende Forschungsprojekte existieren zwar bereits, doch werden sie stark durch die Auflösung bestehender bildgebender Verfahren eingeschränkt. Aktuelle Hirnscan-Methoden besitzen eine räumliche Auflösung von rund einem Millimeter, einem Segment, das bereits Hunderte von Nervenzellen enthalten kann, die jeweils einzeln auf visuelle Informationen reagieren könnten. Trotzdem glauben Gallant und sein Team, dass seine Technik dabei helfen kann, komplexe Abläufe im Gehirn künftig besser verstehen zu lernen.

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(bsc)