Ein Verbrechen passiert und es gibt einen Zeugen. Anstelle eines Skizzierers, der ein Porträt des Verdächtigen anhand mündlicher Beschreibungen zeichnet, schließt die Polizei den Zeugen an EEG-Geräte an. Der Zeuge wird gebeten, sich den Täter vorzustellen. Aus den EEG-Daten geht ein Gesicht hervor.
Während dieses Szenario nur im Bereich der Science-Fiction existiert, bringen neue Forschungen der University of Toronto Scarborough es der Realität einen Schritt näher. Wissenschaftler haben EEG-Daten („Gehirnwellen“) verwendet, um Bilder von Gesichtern zu rekonstruieren, die den Probanden gezeigt wurden. Mit anderen Worten, sie nutzen das EEG, um zu erfassen, was ein Motiv sieht.
Ist es Gedankenlesen? Art von.
Wenn wir etwas sehen, erzeugt unser Gehirn einen mentalen Eindruck oder eine „Wahrnehmung“ der Sache. In der Studie haben Forscher 13 Probanden an EEG-Geräte angeschlossen und ihnen Bilder von menschlichen Gesichtern gezeigt. Die Probanden sahen ein fröhliches und ein neutrales Gesicht für 70 verschiedene Personen mit insgesamt 140 Bildern. Die Gesichter blitzten jeweils für den Bruchteil einer Sekunde über den Bildschirm. Die aufgezeichnete Gehirnaktivität, sowohl einzelne Daten als auch aggregierte Daten aller Probanden, wurde dann verwendet, um das Gesicht mithilfe maschinellen Lernens neu zu erstellen. Die rekonstruierten Bilder wurden dann mit den Originalbildern verglichen. Die aggregierten Daten ergaben genauere Ergebnisse, aber einzelne Daten waren auch genauer als zufällige Zufälle.
Zuvor hatten Wissenschaftler mithilfe von Daten aus der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) Bilder rekonstruiert. Ein Teil dieser Forschungen wurde an der Universität von Toronto in Scarborough im selben Labor durchgeführt. Andere kürzlich durchgeführte Arbeiten betrafen das Implantieren von Elektroden in das Gehirn von Makaken, um zu erfahren, wie Neuronen reagierten, wenn die Affen auf Gesichter blickten. Auf diese Weise können Wissenschaftler besser verstehen, wie Menschen Gesichtsbilder erstellen.
"Das Besondere an der aktuellen Studie ist, dass die Rekonstruktion beim Menschen mit einem relativ billigen und gebräuchlichen Instrument wie dem EEG durchgeführt wurde", sagt Dan Nemrodov, Postdoc-Stipendiat bei UT Scarborough, der die Technik entwickelt hat. Die Forschung wurde kürzlich in der Zeitschrift eNeuro veröffentlicht .
(Links) Gesichter der Probanden, (Rechts) Gesichtsrekonstruktionen mit der KI (Dan Nemrodov et al./University of Toronto Scarborough) EEG ist in der Lage, visuelle Wahrnehmungen während der Entwicklung zu erfassen, sagt Nemrodov, während fMRI die Zeit viel schlechter erfasst. Mit der EEG-Technik konnten die Forscher abschätzen, dass das Gehirn 170 Millisekunden (0, 17 Sekunden) benötigt, um ein Gesicht darzustellen, das wir sehen. Das Team hofft, dass diese Methode zusammen mit fMRT-Techniken eingesetzt werden kann, um noch genauere Rekonstruktionen durchzuführen.
Nemrodov betont, dass die Technik in der Studie wahrgenommene Reize verwendete. Mit anderen Worten, es wurde rekonstruiert, was die Probanden sahen und nicht was sie dachten.
Das Team untersucht nun, ob Bilder aus dem Gedächtnis oder der Vorstellungskraft rekonstruiert werden können.
„[Dies] würde zahlreiche Möglichkeiten eröffnen, angefangen von der forensischen Analyse, wie der Rekonstruktion des Erscheinungsbilds von Personen, die von Zeugen anhand ihres Gehirnsignals gesehen werden, über nonverbale Kommunikationsarten für Personen mit eingeschränkten Kommunikationsfähigkeiten bis hin zur Integration dieser Systeme als Teile einer Gehirn-Computer-Schnittstelle für professionelle und Unterhaltungszwecke “, sagt Nemrodov.
Für Menschen, die nicht sprechen können, könnte die Technik es ihnen möglicherweise ermöglichen, sich auszudrücken, indem sie Bilder von dem zeigen, was sie wahrnehmen, erinnern oder sich vorstellen. Verdächtige Bilder könnten theoretisch genauer sein. Die Forschung könnte möglicherweise auch zu einem Verständnis darüber führen, wie das Gehirn Gesichter sieht, die Menschen mit angeborener Prosopagnosie, allgemein bekannt als Gesichtsblindheit, helfen könnten. Menschen mit dieser Krankheit können Gesichter nicht erkennen, egal wie vertraut sie sind.
Trotz der Science-Fiction-Stimmung der Forschung, sagt Nemrodov, sollten wir uns keine Sorgen über finstere, dystopische Verwendungen machen.
"Es gibt wenig Grund anzunehmen, dass wir die Gedanken der Menschen mit unserer Methode gegen ihren Willen lesen können", sagt er. „Um genaue Ergebnisse zu erzielen, verlassen wir uns auf die Zusammenarbeit der Teilnehmer, um die präsentierten Stimuli zu berücksichtigen.“
Laut Jack Gallant, einem kognitiven Neurowissenschaftler an der University of California in Berkeley, gibt es ethische Probleme bei der Verwendung von Gehirnscans zur Wiedergabe von Bildern. Diese Themen werden jedoch erst relevant, wenn die Schnittstellen für die Dekodierung von Gehirnwellen wesentlich weiter fortgeschritten sind. Um die Bildrekonstruktion zu einem nützlichen Werkzeug für vieles zu machen, benötigen wir ein Gerät, das sowohl tragbar als auch mit hoher Auflösung messbar ist und sowohl räumliche als auch zeitliche Dimensionen erfasst.
„Wir wissen nicht, wann ein solches Gerät verfügbar sein wird“, sagt Gallant. "Wenn wir wüssten, wie man dieses Ding baut, würden wir es schon bauen."
