日本新潮流
世界之首、实现脑内视觉信息影像化!
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进入fMRI的被检查人员 ©ATR

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以从事信息通信领域基础研究的民间组织、国际电气通信基础技术研究所(ATR)为中心的研究小组,通过解析大脑内部动态,世界首次、成功地开发了再现人类视觉信息的新手法。这一新手法所依据的原理与以往的手法有着根本性的不同,今后的展开倍受关注。

再现脑内影像的构造

我们看外界的时候,外界的视觉信息、状况在视网膜上转变成电气信号,然后被送到位于大脑后叶的视觉区。然后,视觉神经细胞根据信号,把外界的视觉信息、状况以影像的形式再现于脑内。只要解开这一连的机制,便可能实现人工再现脑内影像。视觉神经细胞周边的血流方式变化作为一个重要线索一直受到关注。神经细胞活动时,氧及物质消费活跃,细胞周围供给氧和物质的血流发生变化。这种方法是使用功能性磁共振成像装置(fMRI)测定血流变化,从而推断神经细胞的活动状况,由此重新构成脑内影像。

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上面:向被检查人员所示的图像,下面:测定脑部活动后再现的图像 ©ATR

这种手法把大脑活动看作为一种符号(编码),对其进行解读(解码),被称为“大脑活动的解码”。以往的解码是与血流的方式对照核实,先让接受检验者看几种特定的影像,测定看影像时视觉神经细胞周围的血流呈现的方式,并把结果先记录在电脑中。然后,再把看新影像时的血流方式也记录在电脑中,与前一个进行对比。来判断新的影像是什么样的形状。这样的解码手法,因不能辨别未在电脑中储存记忆的影像,所以要提高功效辨别更复杂的信息,就有必要让电脑事先记忆储存浩繁的样板影像以便对照。

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对血流进行分析的图像 ©ATR

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新手法的开发

与上述不同的是,此次ATR等开发的手法是把接受检验者的血流方式纵横各分成10个单位的影像要素并组合表现,各要素分别呈白色、黑色或灰色,用整体100个单位描绘近似于实际的影像。比如,接受检验者看到以黑色为背景,中间为白色正方形影像时,血流方式重新构成的影像虽然不十分鲜明,但却呈现出接近于实际影像的形状。这样,不需要事先在电脑中存储繁多的样板影像,便可以随时随地对应多种多样的需求。

这种新的手法还可以应用到影像以外的地方,例如,可为构筑只要人类脑子一动,机械便可以按照人的意图动作的大脑机械界面等起到很大的作用。此外,有关人士甚至表示将人类的梦或空想实际影像化也已经不再只是梦想了。(2009年3月)