هوش مصنوعی ذهن‌خوان Brain-IT؛ بازسازی تصاویری که می‌بینید از روی اسکن مغز!

دانشمندان یک مدل هوش مصنوعی جدید طراحی کرده‌اند که می‌تواند تصاویری را که افراد می‌بینند با دقتی خیره‌کننده بازسازی و حتی پیش‌بینی کند؛ دستاوردی شگفت‌انگیز که خیلی‌ها آن را به «ذهن‌خوانی» تشبیه کرده‌اند.

این پروژه فعلاً بیش‌تر در محیط‌های آزمایشگاهی جریان دارد، اما محققان بسیار امیدوارند که با پیشرفت‌های آینده بتوانند این فناوری را حتی تا خواندن رویاها و خواب‌های انسان هم گسترش دهند. از طرفی در کوتاه‌مدت، این فناوری کاربردهای پزشکی ارزشمندی خواهد داشت؛ مثلاً کمک به برقراری ارتباط با افرادی که به دلیل آسیب مغزی یا معلولیت توانایی صحبت کردن ندارند.

این مدل هوش مصنوعی که Brain-IT نام دارد، توسط پروفسور میخال ایرانی (Michal Irani) و تیم تحقیقاتی‌اش در مؤسسه علوم وایزمن توسعه یافته است. آن‌ها یافته‌های خود را در گیت‌هاب و وب‌سایت رسمی پروژه مستند کرده و در قالب یک مقاله پژوهشی در کنفرانس علمی امسال ارائه داده‌اند.

مدل Brain-IT دقیقاً روی همان چیزی دست گذاشته که هوش مصنوعی در آن استاد است: تشخیص الگوها. این مدل، داده‌های حاصل از اسکن‌های ام‌آر‌آی کارکردی (fMRI) را دریافت می‌کند؛ اسکن‌هایی که با زیر نظر گرفتن تغییرات جریان خون و اکسیژن در مغز، میزان فعالیت عصبی را می‌سنجند. سپس هوش مصنوعی با کمک این داده‌ها، تصاویری را که فرد هنگام اسکن به آن‌ها فکر می‌کرده یا تماشا می‌کرده بازسازی می‌کند. 

این سیستم حتی در جهت معکوس هم کار می‌کند؛ یعنی می‌تواند پیش‌بینی کند که اگر تصویر خاصی به فرد نشان داده شود، اسکن مغزی او به چه شکلی درمی‌آید. 

به گفته پروفسور ایرانی، مدل‌های هوش مصنوعی دیگری هم هستند که فعالیت مغز را به تصویر ترجمه می‌کنند و حس‌وحال کلی یک تصویر را به نمایش می‌گذارند. 

او در بیانیه‌ای توضیح می‌دهد: «با این حال، آن مدل‌ها معمولاً در ویژگی‌های پایه‌ای مانند ترکیب‌بندی و رنگ اشتباه می‌کنند. اما مدلی که ما توسعه داده‌ایم، هم در بازسازی محتوای تصویر و هم در به تصویر کشیدن جزئیات دقیق، بسیار بهتر از آن‌ها عمل می‌کند.»

علاوه بر این، Brain-IT سرعت به‌مراتب بالاتری دارد. محققان می‌گویند این مدل برای یک فرد جدید تنها به یک ساعت داده اسکن fMRI نیاز دارد تا به همان نتایجی برسد که روش‌های دیگر برای رسیدن به آن، به ۴۰ ساعت ضبط داده نیاز داشتند! 

مدل هوش مصنوعی Brain-IT چطور کار می‌کند؟

پژوهشگران مؤسسه وایزمن این مدل هوش مصنوعی را با هزاران اسکن مغزی برگرفته از مجموعه‌داده تصاویر طبیعی (Natural Scenes Dataset) آموزش دادند؛ داده‌هایی که از هشت فرد داوطلب هنگام تماشای تصاویر مشخص ثبت شده بود. این کار به هوش مصنوعی فرصت داد تا الگوهای فعالیت مغزی را دقیقاً شناسایی کند. 

محققان دریافتند که هنگام فکر کردن به سوژه‌های گوناگون، بخش‌های متفاوتی از مغز در اسکن‌ها روشن می‌شوند و بر همین اساس ۱۲۸ «ناحیه کارکردی» را در مغز مشخص کردند. به عنوان نمونه، به گفته ایرانی، هنگام تماشای غذا بخش‌های خاصی از مغز واکنش نشان می‌دهند و موقع تماشای ورزش بخش‌های دیگری فعال می‌شوند. همین الگوها کلید اصلی هوش مصنوعی برای درک این بود که فرد درون دستگاه دقیقاً چه چیزی را تماشا می‌کند. 

البته پیش از این هم دانشمندان علوم اعصاب با برخی از این نواحی مغزی آشنایی داشتند. برای مثال، تحقیقات قبلی نشان داده که مغز سگ‌ها در کنار صاحبانشان مثل درخت کریسمس غرق در نور و فعالیت می‌شود و این حیوانات حتی قادرند حالات چهره انسان را تشخیص دهند. علاوه بر این، ثابت شده که انسان‌ها هنگام به خاطر آوردن یک تصویر، دقیقاً از همان نورون‌هایی استفاده می‌کنند که هنگام دیدن واقعی آن سوژه فعال می‌شوند. 

با تمام این توانایی‌های شگفت‌انگیز، Brain-IT هنوز محدودیت‌های بزرگی دارد؛ این مدل فعلاً فقط از روی اسکن‌های سنگین fMRI تصویر می‌سازد. این کار هم زمان‌بر است و هم نیازمند این است که فرد داوطلبانه وارد دستگاه بزرگ و پرسروصدای ام‌آر‌آی شود. 

بر اساس گزارش نشریه MIT Technology Review، ایرانی و همکارانش اکنون در حال بررسی این موضوع هستند که آیا استفاده از دستگاه‌های ساده‌تر نوار مغزی (EEG) می‌تواند همین نتایج را بسیار آسان‌تر رقم بزند یا نه.

اما در نهایت، آیا واقعاً با یک «ذهن‌خوانی» تمام‌عیار روبه‌رو هستیم؟ پاسخ کوتاه: خیر! این فناوری قرار نیست افکار، حافظه، کلمات یا زبان ذهن شما را ثبت کند. چیزی که محققان مؤسسه وایزمن طراحی کرده‌اند، صرفاً روشی بسیار کارآمدتر و دقیق‌تر برای بازسازی تصاویری است که فرد در همان لحظه مشاهده می‌کند.

پروفسور ایرانی هم در گفتگو با MIT Technology Review اذعان کرده که اصطلاح «ذهن‌خوانی» بیش‌تر یک «نام جذاب و مخاطب‌پسند» است.

اکنون این تیم پژوهشی به دنبال آن است که ببیند آیا می‌تواند با اطلاعات صوتی هم به خروجی‌های مشابهی برسد یا خیر.

فراتر از صوت، دنیایی رازآلودتر خودنمایی می‌کند: جهان رویاها! به گفته ایرانی، دستیابی به این هدف نیازمند حل چالش‌های بزرگ رمزگشایی ویدیو خواهد بود.

او در این باره می‌گوید: «در خواب، هر ثانیه ده‌ها تصویر پی‌درپی تغییر می‌کنند، در حالی که ثبت یک اسکن fMRI حدود دو دقیقه زمان می‌برد. اگر روزی بر این موانع غلبه کنیم، اصلاً بعید نیست که در آینده بتوانیم حتی خواب‌های انسان را هم بخوانیم و بازسازی کنیم!»