Ученые из США и Японии считают, что в обозримом будущем они смогут записывать на видео человеческие сны и «видеть», о чем думают пациенты, впавшие в кому. Уже сейчас они научились восстанавливать зрительные образы, наблюдая за активностью головного мозга с помощью магнитно-резонансного томографа (МРТ).
Первые успешные эксперименты в этом направлении были проведены еще несколько лет назад. Сначала группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли сканировала головной мозг людей, которым демонстрировали несколько черно-белых фотографий. Затем они построили вычислительную модель, которая позволила по сигналам от зрительной коры с высокой точностью предсказать, на какое изображение в данный момент смотрит испытуемый.
В 2011 году технология была существенно усовершенствована и позволила реконструировать не только статические, но и движущиеся изображения. Исследователи демонстрировали участникам эксперимента видеоролики, а затем декодировали изображение на основе данных с МРТ и датчиков электроэнцефалографа. Компьютерная модель участка мозга, отвечающего за восприятие динамичных объектов, была разделена на множество кубических ячеек, в каждой из которых измеряли интенсивность кровотока и нейронную активность. Программа сопоставляла эти данные с каждой секундой видеоклипа и определяла, за какую часть визуального образа отвечает каждый участок. В результате ученые научились записывать видео фактически «из головы» подопытных. Полученные ролики далеки от идеала, но на них можно различить силуэты людей и очертания увиденных объектов.
В последней работе, опубликованной в журнале Science, японские нейробиологи под руководством Юкиясу Камитани из Института передовых телекоммуникационных исследований(ATR) в Киото предложили трем молодым людям поспать внутри МРТ с дополнительными датчиками для регистрации электрических сигналов. Когда приборы показывали, что участники эксперимента находятся на ранней стадии сна, их будили и просили рассказать, что им снилось. Затем человеку давали заснуть и снова его будили с тем же вопросом.
За несколько блоков исследования авторы накопили более двухсот рассказов. В большинстве случаев люди описывали видения из повседневной жизни. Это могли быть улицы города, статуи в парке, деревья, люди. Кому-то снилась встреча с кинозвездой, или человек сам представлял себя в образе певца в студии.
Камитани и его коллеги выделили в каждом рассказе группу ключевых слов, таких как «автомобиль», «мужчина» или «женщина». Затем они проанализировали записи приборов в момент, предшествовавший каждому пробуждению. Основной упор был сделан на зоны мозга, где формируются основные элементы визуального восприятия - контрастность изображения и очертания предметов. В предыдущих работах ученые уже продемонстрировали возможность реконструкции крупных контрастных объектов и букв, которые наблюдали люди, по сигналам с этих участков. Теперь они построили алгоритм, позволяющий выявлять наличие во сне тех или иных образов и таким образом предсказывать содержание сновидения. Например, они научились с точностью до 80% определять,видел ли человек во сне других людей.
Авторы работы говорят, что на данный момент они смогли расшифровать лишь малую часть мозговых сигналов. Вполне вероятно, в будущем, когда получится заглянуть в более глубокие слои головного мозга, они смогут не только понимать сюжет сна, но и видеть его детали, как это делали их американские коллеги. А значит, нельзя исключить, что когда-нибудь люди смогут выкладывать в интернет не только видео, снятое на мобильный телефон, но и собственные сны.
