Rozszyfrowanie tego, jak mózg naczelnych identyfikuje twarze ludzkie
Naprawdę nie lubię pisać o pracy, którą nie w pełni rozumiem, ale chyba muszę, bo to badanie wydaje się dość ważne. Najlepsze, co mogę zrobić, to streścić je pokrótce i dać link dla tych z was, którzy mają lepsze ode mnie kwalifikacje, żeby mogli obejrzeć wszystkie zawikłane szczegóły. Artykuł dwojga autorów, Stevena Le Chang i Doris Tsao z Caltech, opublikowało pismo “Cell” (odnośnik i link poniżej). Praca dotyczy funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) i elektrod, które rejestrują indywidualne neurony w mózgach dwóch makaków rezusów (Macaca mulatta). (Zdumiewające, jak daleko zaszła technologia!)
Po zrobieniu tego mogli zastosować “odwrotną inżynierię” samych wzorów odpalania w reakcji na wizerunki twarzy; to jest, mogli przetestować swój algorytm używając tylko pomiarów odpalania i swojego modelu do przewidzenia, jakie nowe twarze widziały makaki. Niezwykłe jest to, że potrafili zrobić to ze zdumiewająca trafnością monitorując tylko 205 neuronów!
Poniżej jest zestaw twarzy stworzonych przez odwrotną inżynierię (“przewidzianych twarzy”) wziętych wyłącznie z odpalania neuronowego, a potem porównane z rzeczywistymi wizerunkami, jakie widziały makaki. Możecie zobaczyć niezwykłą wierność. Znaczy to, że – na ile wiemy – badacze złamali kod przekładania wizerunku twarzy na wzory neuronowego odpalania w mózgu.
Co to znaczy? No cóż, znaczy to, że jesteśmy dużo bliżej zrozumienia, jak mózg przekłada obrazy na odpalanie neuronowe, choć oczywiście, mówi nam to niewiele o tym jak odpalanie jest przetwarzane w obraz w samym mózgu, bo to jest kwestia „qualia” czyli świadomości. Rozplątuje to jednak skomplikowaną sieć, w której cała grupa komórek działa razem, by stworzyć wizerunki twarzy, co jest oczywiście kluczowe dla naczelnych, rozpoznających poszczególne osobniki.
Jedna ze stron internetowych, która informuje o tym badaniu, ZME Science, notuje dwa praktyczne wnioski:
Badacze potrafią przełożyć aktywność neuronową w mózgu na twarz ludzką; od aktywności mózgu do informacji wizualnej. Poza złamaniem kodu mózgu u żywych zwierząt, to badanie odkrywa także, jak mózg rozpoznaje twarze. Przedtem sądzono, że każda komórka koduje jedną konkretną twarz. Teraz wiemy jednak, że każda komórka reprezentuje jedną część informacji wizualnej, która łączy się z wszystkimi innymi, by stworzyć obraz twarzy. Być może, mózgi ludzkie także mają własny kody, które działają w podobny sposób. W dodatku do wykrywania przestępczości, to badanie może także pomóc przy maszynowym rozpoznawaniu twarzy, jak rozpoznawanie zdjęć na Facebooku.
Nie jestem całkiem pewien, jaka może to być pomoc przy “wykrywaniu przestępczości”, chyba że prosi się ofiarę, by wyobraziła sobie twarz sprawcy i użyje się odpalania neuronalnego (zamiast artysty policyjnego), by otrzymać portret podejrzanego. To jednak wydaje się niepraktyczne. Pomiary odpalania neuronowego mogą dać się przekładać na kod komputerowy, ale to już przekracza moje kompetencje. Chwilowo jestem zadziwiony, że to zrobiono oraz dokładnością zamiany odpalania neuronowego w wizerunki przy pomocy tak małej liczby neuronów. Niech inni spekulują o zastosowaniach praktycznych.
h/t: Steve
A remarkable study decoding how human faces are identified in the primate brain
Why Evolution Is True, 11 czerwca 2017
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
Przypis tłumacza: Podobnie jak Jerry Coyne nie lubi pisać o rzeczach, których nie do końca rozumie, ja nie lubię tłumaczyć tekstów, z których rozumiem niewiele. I podobnie jak autor, czułam się zmuszona do przetłumaczenia tego, bo to niesłychanie ciekawe. Jeśli coś kompletnie pokręciłam w tłumaczeniu, to może ktoś, kto rozumie, na czym polegało to badanie, pomoże i poprawi moje błędy.
Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji. Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest również znanym ateistą, a jego druga książka, "Faith vs Fakt" traktuje o niemozności pogodenia nauki i religii. Należy również dodać, że jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.