رمزگشایی از افکار با اسکن‌مغزی

الکساندر هوث، عصب‌شناس دانشگاه تگزاس در این باره گفت: «اگر ۲۰سال پیش از هر عصب‌شناس حوزه علوم شناختی در جهان می‌پرسیدید که آیا این کار شدنی است، به شما می‌خندید.» هوث و همکارانش با توضیح درباره این دستاورد خود گفتند که چگونه می‌توان از این کدیاب در «رابط‌های چند منظوره مغز ــ رایانه» استفاده کرد. چنین دستگاه‌هایی معمولا به‌عنوان ابزارهای کمک ارتباطی توسط افرادی که قادر به صحبت کردن نیستند، استفاده می‌شود و دارای آرایه‌های الکترودی هستند که می‌توانند الگوهای شلیک نورونی را به‌طور آنی تشخیص بدهند. در مقابل، روش هوث از اف‌ام‌آرآی برای مشاهده تغییرات در جریان خون مغز و ترسیم این تغییرات همگام با افکار کاربران استفاده می‌کند.

محققان الگوریتم خود را با اسکن مغز سه داوطلب در حین گوش دادن آن‌ها به پادکست‌ها و داستان‌ها در مدت ۱۶ ساعت ایجاد کردند. براساس تصویربرداری‌های ثبت‌شده اف‌ام‌آرآی، کدیاب می‌تواند پیش‌بینی کند که چگونه الگوهای خاصی از فعالیت مغز با بازنمایی افکار معناشناختی مرتبط است.

نویسندگان در نسخه پیش از انتشار خود نوشتند: «این کدیاب، توالی‌های قابل فهمی از کلمات تولید می‌کند که معنای صحبت‌های درک‌شده، تصورشده و حتی ویدئوهای بی‌صدا را بازیابی می‌کند و نشان می‌دهد که یک کدیاب زبانی خاص را می‌توان برای طیف وسیعی از کارکردهای معنایی به کار برد.»

این الگوریتم علاوه بر پیش‌بینی دقیق عباراتی که به آن‌ها گوش داده می‌شد، توانست داستان‌های کوتاهی را که شرکت‌کنندگان در ذهن خود بازگو می‌کردند، به‌درستی تفسیر کند و این نشان می‌دهد که این رویکرد ممکن است برای کسانی که نمی‌توانند با صحبت کردن ارتباط برقرار کنند، مفید باشد.

از آنجا که به‌طور کامل مشخص نیست کدام محدوده‌های قشری مغز با زبان مرتبط است، محققان کدیاب خود را روی سه شبکه مغزی جداگانه مورد آزمایش قرار دادند: شبکه زبانی کلاسیک، شبکه ارتباطی جداری ــ زمانی ــ پس‌سری و شبکه پیش‌پیشانی. آن‌ها دریافتند که به شکل جالبی، هریک از این گروه‌بندی‌ها می‌تواند برای رمزگشایی توالی کلمات استفاده شود. این نشان می‌دهد که ممکن است بتوان افکار را با تمرکز بر هریک از این شبکه‌ها به‌طور مستقل تفسیر کرد. به‌رغم این یافته‌های چشمگیر، محققان این مطالعه خاطرنشان می‌کنند: «هرچند کدیاب ما معنای محرک‌های زبانی را با موفقیت بازسازی می‌کند، اما اغلب قادر به بازیابی دقیق کلمات نیست.»

به گفته هوث، این سیستم بیشترین مشکل را با ضمایر و تشخیص گفتار اول شخص از سوم شخص دارد. او گفت: «سیستم می‌داند که چه اتفاقی در حال رخ دادن است، اما تشخیص نمی‌دهد که چه کسی کارها را انجام می‌دهد.»

درنهایت، محققان سعی کردند نگرانی‌های مربوط به حریم‌خصوصی ذهن را با انجام این آزمایش که آیا کدیاب می‌تواند برای رمزگشایی افکار افراد بدون رضایت یا همکاری آن‌ها مورد استفاده قرار بگیرد یا خیر برطرف کنند. خوشبختانه، آن‌ها متوجه شدند زمانی که کاربران حواس خود را با نام‌گذاری و تصویرسازی از حیوانات پرت می‌کنند، این الگوریتم قادر به بازسازی افکار معنایی آن‌ها نیست. نویسندگان همچنین خاطرنشان کردند از کدیابی که در اسکن مغزی یک فرد استفاده می‌شود، نمی‌توان برای بازسازی زبان شخص دیگر استفاده کرد.