Исследовательская группа японских ученых из Международного научно-исследовательского института передовых средств передачи данных (Advanced Telecommunications Research Institute International, ATR) и Национального института информационных и коммуникационных технологий (NICT) разработала технологию реконструкции визуального изображения для восстановления зрительных образов путем измерения мозговой активности.

Используя функциональную магнитно-резонансную интроскопию (functional magnetic resonance imaging, fMRI), новая технология фиксирует мозговую активность в участках коры головного мозга, ответственных за восприятие визуальной информации. Поле зрения делится на небольшие участки, и оттенок каждого поля оценивается, основываясь на уровне мозговой деятельности. Видимые изображения реконструируются путем совмещения предполагаемых результатов. Ошибка снижается за счет наложения нескольких ожидаемых значений, полученных из предположения, что область зрения состоит из множества отдельных участков.

В этом исследовании 440 изображений были представлены так, чтобы программа могла определить взаимосвязь между каждым из изображений и соответствующим уровнем мозговой активности. Изображение обрабатывалось как комбинация небольших матриц элементов, при этом угол обзора около 1° (или 17 мм на расстоянии 1 м) принимался за 1 пиксель. Корреляция между изображением и мозговой активностью была введена в программу для каждого случая, где использовались несколько блока элементов: 1 х 1 пиксель, 1 х 2 пикселя, 2 х1 пиксель и 2 х 2 пикселя.

С помощью этой программы видимое субъектом изображение воссоздавалось в виде рисунка размером 10 х 10 пикселей. При этом безошибочно реконструировались цифры или буквы алфавита, которые ранее не были обработаны программой. Это дает возможность определить точное изображение среди 100 млн вариантов, считают в ATR. Более того, изменения представленных образов могут проигрываться в режиме видео, используя сигнал от магнитно-резонансного томографа, с частотой обновления раз в 2 секунды.

Визуальная информация преобразовывается в электрические сигналы сетчаткой и затем обрабатываются нейронами в мозговой области, называемой зрительной корой, расположенной на затылке. Зрительная кора имеет иерархическую структуру. И в этом исследовании самая высокая точность реконструкции достигалась при мозговой активности в первичной зрительной области.