دانشمندان دانشگاه کالج لندن (UCL) در یک موفقیت بی‌نظیر علمی موفق شدند ویدیوهای کوتاه را تنها بر اساس سیگنال‌های عصبی ثبت‌شده از مغز موش‌ها بازسازی کنند. این دستاورد خیره‌کننده نشان می‌دهد که بازسازی تصاویر از فعالیت مغز نه تنها امکان‌پذیر است، بلکه چگونگی تبدیل داده‌های خام محیطی به ادراک درونی را افشا می‌کند.

تا پیش از این، مطالعات مربوط به تصویربرداری مغزی عمدتاً بر اسکن‌های کلی متکی بودند. اما در این پژوهش جدید، پژوهشگران با ثبت فعالیت نورون‌های منفرد توانسته‌اند جزئیات بسیار دقیق‌تری از فرایند بینایی را ثبت و بازسازی کنند.

تفاوت روش‌های گذشته با رویکرد جدید نوروساینس

در پژوهش‌های قبلی که روی انسان‌ها انجام می‌شد، دانشمندان افراد را در حال تماشای تصاویر یا فیلم‌ها زیر دستگاه fMRI قرار می‌دادند. سپس تلاش می‌شد با تحلیل میزان جریان خون در مغز، تصاویر تا سطح پیکسل‌های فردی بازسازی شوند.

اما روش جدید بازسازی تصاویر از فعالیت مغز از الگوی متفاوتی استفاده می‌کند:

• ارزیابی تک‌نورونی: به جای اندازه‌گیری سیگنال‌های کلی مغز، فعالیت تک‌تک سلول‌های عصبی ثبت می‌شود.

• دقت بسیار بالا: این شیوه نگاشت دقیق‌تری از نحوه نمایش داده‌های دیداری در مغز ارائه می‌دهد.

• تفکیک زوایای دید: جزئیات مربوط به خطوط، حرکت‌ها و تضادهای نوری به شکل بسیار دقیق‌تری رمزگشایی می‌شوند.

بازسازی فیلم ۱۰ ثانیه‌ای بدون دیده شدن قبلی

در این آزمایش، پژوهشگران ابتدا الگوریتم‌های هوشمند را بر اساس داده‌های عصبی شناخته‌شده آموزش دادند. سپس آزمون بسیار دشوارتری را اجرا کردند: نمایاندن ویدیویی به موش که پیش از این هرگز در داده‌های آموزشی مدل وجود نداشت.

نتایج حیرت‌انگیز بود. سیستم توانست تنها با اتکا به فعالیت عصبی ثبت‌شده از قشر بینایی، ویدیویی ۱۰ ثانیه‌ای بازسازی کند که شباهت بی‌نظیری به فیلم اصلی داشت. این موفقیت ثابت کرد که بازسازی تصاویر از فعالیت مغز حتی برای داده‌های دیداری کاملاً جدید و غیرمنتظره نیز عمل می‌کند.

چرا مغز جهان را مانند یک دوربین ثبت نمی‌کند؟

یکی از مهم‌ترین دستاوردهای این پژوهش، درک نحوه عملکرد روانشناختی و شناختی مغز است. سیستم بینایی انسان و حیوانات صرفاً یک دستگاه فیلم‌برداری یا ضبط کننده منفعل نیست. مغز دائماً ورودی‌های حس بینایی را تفسیر، فیلتر و بازسازی می‌کند.

دکتر باور (Dr. Bauer)، از محققان ارشد این پژوهش، در خصوص چرایی اهمیت بازسازی تصاویر از فعالیت مغز می‌گوید:

“ما تصویر دقیق و دست‌نخورده‌ای از جهان در ذهن خود نداریم. مسیر پردازش بینایی، داده‌های ورودی را دستکاری و تحریف می‌کند تا درک بهتری شکل گیرد. این انحراف میان واقعیت بیرون و تصویر ذهنی، یک خطا نیست؛ بلکه ویژگی اصلی ذهن برای تفسیر و غنی‌سازی اطلاعات حسی است.”

کاربردهای علمی و روانشناسی شناختی این پژوهش

فهم خطاهای ادراکی و نحوه بازسازی تصاویر در مغز می‌تواند تحولی عظیم در حوزه روانشناسی بینایی و عصب‌شناسی ایجاد کند. این پژوهش در ابعاد زیر اهمیت بنیادین دارد:

1. تحلیل توهمات و خطاهای ادراکی: درک اینکه چرا مغز گاهی چیزهایی را می‌بیند که در واقعیت وجود ندارند.

2. ارتقای رابط‌های مغز و رایانه (BCI): کمک به افرادی که دچار آسیب‌های بینایی هستند برای بازیابی درک دیداری.

3. توسعه مدل‌های هوش مصنوعی: الهام‌گیری از روش پردازش داده‌ها در مغز برای بهبود الگوریتم‌های بینایی ماشین.

برای مطالعه مقاله مربوط به [عملکرد سیستم بینایی و خطاهای شناختی در روانشناسی] پیشنهاد می‌کنیم سایر بخش‌های پایگاه خبری ما را دنبال کنید. همچنین جهت کسب اطلاعات تکمیلی می‌توانید به پایگاه خبری ScienceDaily مراجعه نمایید.

نتیجه‌گیری

پژوهش اخیر دانشمندان UCL درزمینه بازسازی تصاویر از فعالیت مغز نشان می‌دهد که نحوه نگاه ما به جهان، ترکیبی از واقعیت بیرونی و پردازش پیچیده درونی است. دانشمندان امیدوارند با ادامه این روش، مرز میان واقعیت ملموس و آنچه در ذهن ما بازسازی می‌شود را روشن‌تر سازند.

شناسنامه و منبع مقاله علمی

عنوان اصلی مقاله / خبر: Scientists recreated what mice saw from brain activity alone

نویسندگان / پژوهشگران: تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر باور (Dr. Bauer) و پژوهشگران دانشگاه کالج لندن (UCL)

مرجع و مجله: پایگاه اطلاع‌رسانی علمی ScienceDaily / University College London

شماره ثبت مقاله (PMCID / DOI): ثبت‌شده بر پایه داده‌های ثبت عصب‌شناختی دانشگاه UCL (مرجع انتشار: ScienceDaily ۲۰۲۶)

لینک دسترسی مستقیم به مقاله علمی: ScienceDaily Release