ИИ воссоздал кадры из сигналов мозга: эксперимент на мышах

Исследователи из Университетского колледжа Лондона (UCL) сделали шаг вперёд в декодировании работы мозга: они восстановили 10-секундные видеоролики, опираясь только на активность нейронов мышей. В отличие от прежних работ с фМРТ у людей, новая методика использует запись отдельных клеток в зрительной коре — это даёт гораздо более точную картину.

Команда во главе с доктором Джоэлом Бауэром поставила цель понять, как именно мозг интерпретирует зрительную информацию. Учёные отметили, что существующие подходы плохо работают за пределами заранее заданных условий, поэтому они разработали универсальный метод, который сопоставляет сигналы мозга с реальной визуальной сценой.

Эксперимент строился на так называемой динамической модели нейронного кодирования. Мышам показывали видео, а в это время фиксировали реакцию отдельных нейронов зрительной коры. Модель училась предсказывать, как каждая клетка реагирует на конкретные кадры.

Важный нюанс: алгоритм учитывал не только нейронные сигналы, но и поведение животного — движение тела, расширение зрачков. Это позволило учесть, как внутреннее состояние и действия мыши влияют на восприятие.

Чтобы повысить чёткость, исследователи отслеживали локальные всплески уровня кальция — маркер активности нейронов. Затем реальные сигналы сравнивали с прогнозом для «пустого экрана». Алгоритм начинал с чёрного холста и постепенно «дорисовывал» пиксели там, где нейроны отклонялись от базового сценария. Процесс повторяли, пока изображение не начинало напоминать то, что видела мышь.

После обучения модель генерировала 10-секундные ролики исключительно по нейронным данным, когда мышь смотрела совершенно новые видео. Качество реконструкции росло с увеличением числа отслеживаемых нейронов: чем больше данных, тем точнее результат.

Достоверность проверяли через пиксельную корреляцию — статистическое сравнение оригинала и ИИ-версии кадр за кадром.

Самое интересное — не в чёткости картинки, а в её искажениях. Учёные подчеркнули, что ни человеческий, ни мышиный мозг не работают как идеальная видеокамера. Визуальная обработка намеренно меняет информацию: подчёркивает одни сигналы, игнорирует другие.

По словам доктора Бауэра, расхождение между реальностью и её нейронным отражением — не ошибка, а особенность. Мозг не просто записывает мир, он его интерпретирует, чтобы помочь организму быстрее реагировать и выживать.

Метод открывает путь к более точному чтению намерений и восприятия по активности мозга. В перспективе это может помочь в разработке нейроинтерфейсов, реабилитации после травм и изучении того, как сознание строит картину мира. При этом авторы подчёркивают: речь пока идёт о фундаментальной науке и экспериментах на животных, а не о «чтении мыслей» у людей.

Источник: interestingengineering