Hjärna och AI: Vilka fascinerande kopplingar avslöjar den nya studien?

Hjärna och AI: Vilka fascinerande kopplingar avslöjar den nya studien?

En ny studie publicerad i Nature Machine Intelligence, undersöker på djupet hur den mänskliga hjärnan bearbetar visuell information och kopplar den till språket. Under ledning av prof. Dr. Tim C. Kietzmann från universitetet i Osnabrück, en av de första författarna till studien, utvecklade en innovativ metod för att utforska interaktionen mellan visuell perception och språkliga modeller.

Som en del av forskningen visades försökspersonerna bilder i en magnetisk resonanstomografi (MRI)-skanner medan deras hjärnaktivitet registrerades. Studien antog att det visuella systemet bearbetar information på ett sätt som är förenligt med språkliga strukturer. Prof. Dr. Adrien Doerig, som nu arbetar vid Free University of Berlin, beskrev denna möjliga koppling som en universell "lingua franca" mellan olika hjärnregioner.

Artificiell intelligens och mänsklig hjärnaktivitet

Ett enastående resultat av studien är att dagens språkmodeller, särskilt stora språkmodeller, uppvisar anmärkningsvärda likheter i sin verksamhet med det mänskliga visuella systemet. De artificiella neurala nätverk som tränades av studien kunde exakt förutsäga språkliga representationer från bilder. Dessa modeller överträffar många nuvarande AI-teknologier i sin förmåga att modellera hjärnaktivitet.

Ett centralt fokus ligger på frontallobens funktion, som är särskilt aktiv vid bearbetning av visuell information. Nya fynd understryker att frontalloben inte bara är ansvarig för visuell perception, utan också för kognitiva processer som tänkande och beslutsfattande. Under forskningen såg 13 deltagare totalt 28 bilder - inklusive ansikten och bekanta platser - med deras hjärnaktivitet mätt flera gånger över tiden.

Resultaten visade att aktiveringar i frontalloben hade starkare kopplingar till textbaserade nätverk, medan korrelationerna med visuella nätverk var lägre. Detta tyder på att hjärnan nära associerar visuell information med språklig bearbetning, ett fynd som utmanar den traditionella uppfattningen att frontalloben uteslutande är dedikerad till motoriska och beslutsfattande uppgifter. Studien tyder på att när bilderna presenterades korrelerade aktivitet i frontalloben med textrelaterade svar under en längre tid.

Visuell perception och nya forskningsmetoder

En annan viktig aspekt av forskningen är funktionen hos de olika synfälten. Det foveala synfältet, som endast utgör 1 % av det totala synfältet, spelar en avgörande roll i aktiviteter som läsning, medan perifert syn är avgörande för orientering och navigering. Det perifera seendets roll ägnas ofta mindre uppmärksamhet, vilket utreds i PERFORM-projektet. Detta belyser komplexiteten i transsakkadisk uppfattning, en process som fortfarande är dåligt förstådd.

Dessutom presterade barn sämre än vuxna på tester av perifer positionsuppfattning, men de visade snabbare korrigeringar genom ögonrörelser. Detta tyder på att hjärnan sömlöst fyller i sensoriska informationsluckor, vilket understryker relevansen av multidimensionell perception. Dessa fynd införlivas nu i ett nytt forskningsprojekt kallat SENCES, som handlar om komplettering av sensorisk information i hjärnan.

Fortsatt forskning inom dessa områden kan inte bara fördjupa vår förståelse för det komplexa samspelet mellan visuell perception och språk, utan också ha praktiska tillämpningar för att förbättra hjärn-dator-gränssnitt och utveckla synproteser för personer med synnedsättning. Med tanke på det stora antalet oupptäckta parametrar är det fortfarande spännande att se vad framtida forskning kommer att avslöja från dessa senaste fynd.