Hrek : Az emberi agy gyorsabb kpfelismer, mint a szmtgp |
Az emberi agy gyorsabb kpfelismer, mint a szmtgp
origo 2009.05.02. 14:19

Az emberek simn lekrzik a szmtgpeket, ha klnfle mret, szn, elhelyezkeds, megvilgts arcok vagy trgyak felismersrl van sz. Arrl azonban mg keveset tudunk, hogyan valstja meg agyunk a ltottak vizulis fldolgozst. Amerikai kutatk munkja nyomn most egy lpssel kzelebb kerltnk a folyamat megrtshez.
A Bostoni Gyerekkrhz kutati olyan betegeken vgeztek agytrkpezseket, akik epilepszia miatti mttre vrtak. Els zben sikerlt kimutatniuk, hogy az agy a feldolgozs egszen korai szakaszban villmgyorsan kpes flismerni a klnbz krlmnyek kztt brzolt trgyakat. A rszletes eredmnyeket a Neuron cm folyirat legjabb szma kzli.
A szem retinjbl rkez ltsi informci az agy egy sor hierarchikus szervezds ltterletn - tbbek kzt a nyakszirtlebenyben lv elsdleges ltkrgen - ramlik keresztl, mg vgl elri a halntklebenyt. A ltsi trgyfelismer kapacitsunkrt s a sznrzkelsnkrt vgs soron felels halntklebeny visszajelzseket is kld a korai feldolgoz terletekre. Ez a ktirny informciramls megersti a ltsi rzkelst.
Eddig nem volt vilgos, hogy mennyiben jrulnak hozz a ltshoz ezek az "elreraml" s "visszacsatol" jelek, mondja Gabriel Kreiman, a Bostoni Gyerekkrhz szemszeti osztlynak munkatrsa. Egyesek gy vltk, ha nincs visszacsatols, akkor nincs lts sem, de Kreiman s csoportja kimutatta, hogy ltezik egy kezdeti aktivitshullm, amely gyors elsdleges benyomst ad, s mr ez is nagyon erteljes.
Noha a magasabb agyterletekrl ksbb elfordulhat visszacsatols, ami gyakran fontos lehet, a rendkvl gyors ltsi feldolgozsnak ktsgtelenl evolcis elnye lehetett a kritikus helyzetekben, pldul egy ragadozval szembe tallkozva.
Az embereken vgzett korbbi tanulmnyok nem invazv agymegfigyelsekre pltek, azaz a vizsglatok sorn nem vgeztek mtteket, hanem vagy elektrdkat tettek a fej felletre, vagy kpalkot eljrsokat hasznltak. Msodperces idkzkkel rgztettk az agyi aktivitst, ami jelentsen elmarad az agy tnyleges feldolgozsi sebessgtl. Radsul ezek az eljrsok meglehetsen kiterjedt agyterletekrl gyjtenek informcit.
Kreiman s munkatrsai kzvetlenl az agyba helyeztk az elektrdkat, gy rendkvl nagy idbeli felbontssal tudtak adatokhoz jutni (a ltsi inger megjelentse utn 100 milliszekundummal, azaz 0,1 msodperccel rgztettk a jeleket), s ersen krlhatrolt, jl meghatrozott helyek aktivitst tudtk nyomon kvetni.
A "durvbb" eljrst az tette lehetv, hogy a ksrletekben olyan epilepszis nknteseket vizsgltak, akik betegsgk miatt mttre vrtak. Az ilyen mttek eltt fel kell trkpezni az agyat, hogy a srlt agyszvetek eltvoltsakor ne krostsanak semmilyen ltfontossg agyfunkcit. A csoport 11 epilepszis serdl s fiatal felntt agyba ltetett elektrdkat (betegenknt 48-126 elektrdt) azokra a terletekre, ahonnan az epilepszis rohamok felttelezheten szrmaztak. Mikzben az elektrdk tovbbtottk az agyi aktivitst a rgzt mszerekhez, a betegeknek egy sor klnbz mret s elforgatottsg kpet mutattak t kategribl (llatok, szkek, emberi arcok, gymlcsk s jrmvek).
A regisztrlt adatok azt mutattk, hogy az agy ltkrgnek bizonyos terletei szelektven ismernek fel bizonyos trgykategrikat. Az egyes agyterletek olyan ersen s kvetkezetesen vlaszoltak, hogy a kutatk egy id utn csupn a ksrleti alanyok idegvlaszainak mintzatt vizsglva, matematikai algoritmussal meghatrozhattk, mit nznek a betegek. Ezen kvl a vlaszok a trgy mrettl s az elfordts mrtktl fggetlenl llandak voltak. A felismers 100 milliszekundumon bell egyrtelm volt, ami tl kevs id ahhoz, hogy az informci megjrhatta volna a nyakszirtlebenyben lv elsdleges ltkreg s a halntklebeny kztti oda-vissza utat.
A kutatk a vizulis algoritmusok szmos gyakorlati alkalmazst tartjk elkpzelhetnek. Segtsgkkel pldul "megtanthatjk" a szmtgpeket, hogy olyan jl lssanak, mint az emberek. Ily mdon a szmtgpek segthetnnek vals lethelyzetekben, pldul megpillanthatnk a terroristkat a repltereken, autba szerelve megakadlyozhatnk a rosszul lthat gyalogosok eltst, vagy sok szz mikroszkpos metszetet vizsglhatnnak meg, hogy kiszrjk a rosszindulat sejtburjnzsokat. Ennl is futuristbb alkalmazsi terlet lehetne olyan agy-szmtgp interfszek tervezse, amelyek lehetv tennk vak emberek szmra legalbb a rszleges ltsi rzkelst.
|