Beyin Dalgaları Gerçek Zamanlı Olarak Görselleştirildi

Rus şirketi Neurobotics‘ten ve Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü’nden araştırmacılar, bir kişinin beyin aktivitesini gerçek zamanlı olarak gözlemlediklerini taklit edip görselleştirebildiler. Ekip, araştırmalarını bioRxiv‘e ön baskı olarak yayınladı ve “zihin okuma” sistemlerini gösteren bir video yayınladı.

“İnme sonrası hastaların ve nörorehabilitasyon amacıyla felçli hastaların elektrikli tekerlekli sandalyeyi sürmelerini sağlayan beyin-bilgisayar arayüzüne odaklanan Ulusal Teknoloji Girişimi Neuronet’in projesi
üzerinde çalışıyoruz”

Nörorobotik Laboratuvarı Başkanı Vladimir Konyshev

Deneyin ilk bölümünde, nörobiyologlar sağlıklı deneklerden 20 dakikalık  YouTube videolarını izlemelerini istedi. Ekip, beş rastgele video kategorisi seçti: soyut şekiller, şelaleler, insan yüzleri, hareketli mekanizmalar ve motor sporları. 

Soldan sağa ikinci ve dördüncü sütun görselleri beyin dalgalarından oluşturulmuş gerçek olmayan görseller

Araştırmacılar, EEG verilerini analiz ederek beyin dalgası örüntülerinin her video kategorisi için farklı olduğunu gösterdi. Bu, beynin videolara verdiği yanıtı gerçek zamanlı olarak analiz etmesini sağladı.

Deneyin ikinci aşamasında, beş kategori arasından üç rastgele kategori seçilmiştir. Araştırmacılar iki yapay sinir ağı geliştirdi: biri “gürültü” den kategoriye özgü görüntüler üretmek için, diğeri EEG’ye benzer “gürültü” üretmek için. Ekip daha sonra yapay sinir ağlarını, EEG sinyalini deneklerin gözlemlediği gibi gerçek görüntülere dönüştürecek şekilde çalışmak üzere eğitti. (şekil 2)

Bu görsel boş bir alt niteliğe sahip; dosya adı F3.medium.gif
Deney örgüsü (şekil 2)


Sistemin beyin aktivitesini görselleştirme yeteneğini test etmek için, deneklere aynı kategorilerden daha önce görülmemiş videolar izletildi. İzlenirken, EEG’ler kaydedildi ve yapay sinir ağları eğitildi. Sistem testi geçerek EEG’den oluşturulan görsellerin yüzde 90’ında kolayca kategorize edilebilecek tatmin edici görüntüler üretti.

Bilişsel bozukluk tedavisi ve inme sonrası rehabilitasyon yöntemleri geliştirmek için nörobiyologların beynin bilgiyi nasıl kodladığını anlamaları gerekir. Bunun önemli bir yönü, örneğin bir video izlerken, görsel bilgileri algılayan insanların beyin aktivitesini incelemektir.

Gözlenen görüntüleri beyin sinyallerinden çıkarmak için mevcut çözümler ya fonksiyonel MRI kullanır ya da doğrudan beyine bağlanan implantlar yoluyla toplanan sinyaller analiz edilir. Her iki yöntem de henüz yaygın olmayan uygulamalardır.

MIPT ve Neurobotics tarafından geliştirilen beyin-bilgisayar arayüzü yapay sinir ağlarına ve elektroensefalografiye veya kafa derisine invaziv olmayan elektrotlar aracılığıyla beyin dalgalarını kaydetmek için bir teknik olan EEG yöntemi kullanılır. Beyin aktivitesini analiz ederek, sistem gerçek zamanlı olarak bir kişinin gördüğü görüntüleri yeniden yapılandırır.

“Bir kişinin gözlemlediği görüntüyü kısmen bile olsa yeniden yapılandırmak için araştırmanın yeterli bilgi içermesini beklemiyorduk. Yine de oldukça mümkün olduğu ortaya çıktı.”

Grigory Rashkov, Neurobotics’te programcı.

Kaynak: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/787101v3

Hazırlayan: Ahmet Taha Türk








					

Related Posts

Yorum yazin