ИИ научился читать мысли по данным томографии

Ученые из Техасского университета в Остине представили «семантический декодер» — систему, которая использует языковую модель для анализа снимков МРТ и «расшифровки» мыслей. В отличие от прошлых аналогичных проектов, она не требует снимать данные об активности нейронов с помощью электродов, которые приходится имплантировать в мозг. Декодеру достаточно снимков, сделанных обычным томографом. Об этом рассказывается в новой статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) позволяет определять активность нейронов головного мозга по усилению тока крови, который необходим для снабжения их кислородом. Томограф получает высококачественные снимки с высоким разрешением, однако с частотой лишь около десяти секунд. За это время — вслух или мысленно — человек успевает произнести около 20 слов. Именно поэтому для интерпретации данных фМРТ потребовалось привлечь крупномасштабную языковую модель-трансформер, подобную знаменитым системам Bard от Google или ChatGPT от OpenAI.

Александр Хат (Alexander Huth) и его коллеги обучали нейросеть на данных фМРТ трех добровольцев, активность мозга которых отслеживали по 16 часов, во время чтения аудиокниг. В результате модель смогла определять нейронные паттерны, активирующиеся в ответ на разные последовательности слов, а не каждое слово по отдельности. Иначе говоря, «семантический декодер» реконструирует скорее общий смысл мыслей, а не точное содержание, слово за словом.

Тем не менее точность этой работы оказывается довольно приличной для неинвазивного метода, не способного регистрировать активность отдельных нейронов и в реальном времени. Например, фраза «Я еще не получил водительские права» превращается в «Она еще не начала учиться водить».

Более того, ИИ с успехом справлялся с такой расшифровкой и в более сложных обстоятельствах: например, если человек мог слышать одновременно два текста, но мысленно концентрировался только на одном из них или просто про себя проговаривал фразы. Даже при демонстрации видеороликов (без звука) активность нейронов, зарегистрированная фМРТ, позволила нейросети реконструировать последовательность событий на записи.

Впрочем, опасаться поголовного и бесконтрольного чтения мыслей с помощью ИИ пока не стоит. Во-первых, система должна отдельно обучаться на данных томографии каждого человека индивидуально. Во-вторых, подопытный должен фокусироваться на соответствующих мыслях, активно помогая нейросети: без этого она работать не способна. В случаях, когда подопытных просили намеренно отвлекаться, ИИ продемонстрировал крайне низкую точность расшифровки фМРТ. Однако в медицине — например, для помощи парализованным пациентам, которые остаются в сознании — декодер может оказаться исключительно полезным.