Специальной дрессировкой собак готовили к длительному спокойному лежанию в томографе. Это позволило собрать уникальные данные об активности их мозга в ответ на визуальные раздражители и научить ИИ их распознавать.
В последние годы мы не раз слышали о том, как нейронные сети учатся «читать мысли» человека. Для этого используют снимки МРТ, отражающие активность мозга в тот или иной момент времени. Если человеку показать изображение дома, срабатывают одни нейронные паттерны, если лица — другие. Разница в этих паттернах часто почти незаметна, но, собрав достаточное количество таких данных, можно научить нейронную сеть ее замечать. Это дает возможность «читать мысли», восстанавливать исходный образ по его «отражению» в деятельности головного мозга.
Но люди — это одно, а животные, которых трудно заставить спокойно лежать в аппарате МРТ в течение длительного периода времени, — совсем другое. В их томографии по-прежнему приходится использовать седативные и снотворные средства, что затрудняет сбор данных о бодрствующем мозге и его активности. Для решения этой проблемы команда профессора Университета Эмори Грегори Бернса уже несколько лет разрабатывает собственную методику дрессировки собак, обучая их спокойно ждать компьютерного томографа.
Благодаря этому ученые впервые несколько лет назад получили МРТ-снимки головного мозга не сидячих и не пристегнутых собак. А в своей новой работе ученые пошли еще дальше и впервые дополнили такую ??томографию нейронными сетями для «чтения мыслей». Эксперименты показали интересные различия в том, как работает зрительная кора у людей и собак. Об этом Бернс и его соавторы рассказывают в статье, опубликованной в The Journal of Visualized Experiments.
Эксперименты проводились с парой предварительно обученных собак Дейзи и Бубо. Пока они находились в томографе, им показывали несколько 30-минутных видеороликов с соответствующими записями: бег собак, игра с людьми и погоня за птицами, проезжающие машины, кошки и т. д. Видео были промаркированы, что позволило связать мозг активность в разные моменты с предметами и действиями, которые были показаны на видео. Кроме того, исследователи получили данные МРТ Дейзи и Бубона в разных состояниях бодрствования без просмотра видео. В качестве контроля аналогичные эксперименты проводились на людях-добровольцах.
Собранные данные были использованы для подготовки модели машинного обучения. Благодаря этому удалось определить по данным МРТ объекты и действия, которые видел человек, с точностью до 99 процентов. Но в случае с собаками результат оказался совсем другим: нейросеть научилась правильно распознавать действия с помощью МРТ в 75-88 процентах случаев, но не могла достоверно идентифицировать объекты.
— Мы, люди, очень объектно-ориентированы, — говорит профессор Бернс. — В английском языке существительных в десять раз больше, чем глаголов, потому что мы несколько одержимы предметами и их названиями. Однако собаки гораздо меньше озабочены тем, кого и что они видят, и больше сосредоточены на происходящем.
Можно заметить, что такой вывод можно сделать и на основании зрительного аппарата этих животных. В целом он намного хуже человека, но собаки лучше нас воспринимают движение.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен