Mózg i sztuczna inteligencja: jakie fascynujące powiązania ujawniają nowe badania?

Mózg i sztuczna inteligencja: jakie fascynujące powiązania ujawniają nowe badania?

Nowe badanie opublikowane w Inteligencja maszyny natury, szczegółowo bada, w jaki sposób ludzki mózg przetwarza informacje wizualne i łączy je z językiem. Pod kierunkiem prof. dr Tima C. Kietzmanna z Uniwersytetu w Osnabrück, jednego z pierwszych autorów badania, opracowano innowacyjne podejście do badania interakcji między percepcją wzrokową a modelami językowymi.

W ramach badań badanym wyświetlano obrazy wykonane za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI) i rejestrowano aktywność ich mózgu. W badaniu postawiono hipotezę, że system wzrokowy przetwarza informacje w sposób zgodny ze strukturami językowymi. Prof. dr Adrien Doerig, który obecnie pracuje na Wolnym Uniwersytecie w Berlinie, opisał to możliwe połączenie jako uniwersalny „lingua franca” pomiędzy różnymi obszarami mózgu.

Sztuczna inteligencja i aktywność ludzkiego mózgu

Znakomitym wynikiem badania jest to, że dzisiejsze modele językowe, zwłaszcza duże modele językowe, wykazują niezwykłe podobieństwa w swoim działaniu do ludzkiego układu wzrokowego. Sztuczne sieci neuronowe wyszkolone w ramach badania były w stanie dokładnie przewidzieć reprezentacje językowe na podstawie obrazów. Modele te przewyższają wiele obecnych technologii sztucznej inteligencji pod względem zdolności do modelowania aktywności mózgu.

Główny nacisk położony jest na funkcjonowanie płata czołowego, który jest szczególnie aktywny podczas przetwarzania informacji wzrokowych. Ostatnie odkrycia podkreślają, że płat czołowy jest odpowiedzialny nie tylko za percepcję wzrokową, ale także za procesy poznawcze, takie jak myślenie i podejmowanie decyzji. Podczas badania 13 uczestników zobaczyło łącznie 28 obrazów – w tym twarze i znajome miejsca – a aktywność ich mózgu była mierzona wielokrotnie w czasie.

Wyniki pokazały, że aktywacje w płacie czołowym miały silniejsze powiązania z sieciami tekstowymi, podczas gdy korelacje z sieciami wizualnymi były słabsze. Sugeruje to, że mózg ściśle wiąże informacje wizualne z przetwarzaniem językowym, co podważa tradycyjny pogląd, że płat czołowy jest przeznaczony wyłącznie do zadań motorycznych i podejmowania decyzji. Badanie sugeruje, że po prezentacji obrazów aktywność w płacie czołowym korelowała z reakcjami związanymi z tekstem przez dłuższy okres czasu.

Percepcja wzrokowa i nowe podejścia badawcze

Kolejnym ważnym aspektem badań jest funkcja różnych pól widzenia. Dołkowe pole widzenia, które stanowi zaledwie 1% całkowitego pola widzenia, odgrywa kluczową rolę w czynnościach takich jak czytanie, natomiast widzenie peryferyjne ma kluczowe znaczenie dla orientacji i nawigacji. Często mniej uwagi poświęca się roli widzenia peryferyjnego, co jest badane w ramach projektu PERFORM. Podkreśla to złożoność percepcji transsakkadycznej, procesu, który jest wciąż słabo poznany.

Ponadto dzieci wypadły gorzej niż dorośli w testach percepcji pozycji peryferyjnych, ale wykazywały szybszą korekcję poprzez ruchy gałek ocznych. Sugeruje to, że mózg płynnie wypełnia luki w informacjach zmysłowych, podkreślając znaczenie percepcji wielowymiarowej. Odkrycia te są obecnie uwzględniane w nowym projekcie badawczym o nazwie SENCES, który zajmuje się uzupełnianiem informacji zmysłowych w mózgu.

Dalsze badania w tych obszarach mogą nie tylko pogłębić naszą wiedzę na temat złożonej interakcji między percepcją wzrokową a językiem, ale także znaleźć praktyczne zastosowanie w ulepszaniu interfejsów mózg-komputer i opracowywaniu protez wzrokowych dla osób z wadami wzroku. Biorąc pod uwagę dużą liczbę nieodkrytych parametrów, ekscytujące jest zobaczenie, co przyszłe badania odkryją na podstawie tych ostatnich odkryć.