UMETNA INTELIGENCA IN DELOVANJE MOŽGANOV


Enia Leban

UVOD

Umetna inteligenca (UI ali ang. AI) je v zadnjih letih močno napredovala in se pojavlja na vseh vidikih našega življenja, tudi v zdravstvu. Ena od bolj zanimivih funkcij je njena sposobnost mentalnega/ duševnega slikanja, to tehnologijo imenujemo »možgansko dekodiranje« . Z uporabo UI lahko znanstveniki analizirajo skene možganov in narišejo mentalne slike z izjemno natančnostjo, kar ponuja vpogled v delovanje človeškega uma. Nedavna študija dokazuje , da lahko umetna inteligenca bere posnetke možganov in v veliki meri poustvari realistične različice slik, ki jih je videla oseba. Ko se bo ta tehnologija do konca razvila, bi lahko imela številne aplikacije, od raziskovanja kako različne živalske vrste dojemajo svet do, morda nekega dne, snemanja človeških sanj in pomoči pri komunikaciji pri ljudeh s paralizo.

JEDRO

Skupini japonskih znanstvenikov iz nacionalnega inštituta za kvantno znanost in tehnologijo je uspelo izdelati grobe slike leoparda s prepoznavnimi usti, ušesi in pikčastim vzorcem. Uspelo pa jim je naslikati tudi predmete, kot so npr. letalo.

Slika 1: Neznan avtor, 2023, slika leoparda prikazanega raziskovalcem (levo) in slika, ki jo je konstruirala UI (desno)

Pri študiju je bil prvič uporabljen algoritem umetne inteligence imenovan Stable Diffusion, ki ga je razvila nemška skupina in je bil prvič javno dostopen leta 2022. Skupina na Japonskem je sistemu dodala dodatno usposabljanje. Algoritem UI uporablja informacije zbrane iz različnih predelov možganov, ki sodelujejo pri zaznavanju slike, kot sta zatilni reženj in senčni reženj.

Sistem je interpretiral informacije iz slikanja možganov s funkcionalno magnetno resonanco (fMRI), ki zaznava spremembe v pretoku krvi v aktivne predele možganov. Ko ljudje gledajo fotografijo, senčni reženj pretežno registrira informacije o vsebini slike (ljudje, predmeti in pokrajine) medtem ko zatilni reženj pretežno registrira informacije o postavitvi in perspektivi, kot sta merilo in položaj vsebine. Vse te informacije posname fMRI, ko zajame vrhove možganske aktivnosti, te vzorce pa je mogoče nato z UI ponovno pretvoriti v imitacijo slike.

V novi študiji so raziskovalci algoritmu Stable Diffusion dodali dodatno usposabljanje z uporabo spletnega nabora podatkov, ki je sestavljen iz skeniranja možganov 4 udeležencev poskusa. Vsaka slika ustvarjena z umetno inteligenco se začne kot šum, ki spominja na TV statiko. Nato nadomesti šum z značilnostmi predmeta, saj algoritem Stable Diffusion primerja vzorce možganske aktivnosti osebe pri ogledu fotografije z vzorci v svojem naboru podatkov za usposabljanje. Novi sistem je bil učinkovitejši, ker ga je bilo mogoče usposobiti z manjšim naborom podatkov. Težava je nastala, ker je algoritem poskušal poustvariti preveč podrobnosti hkrati in je zaradi tega pravilno ponazoril le perspektivo in postavitev. Znanstveniki so težavo obšli tako, da so algoritmu dodali besedilne informacije. Tako je lahko pravilno poustvaril predmet na fotografiji.

Slika 2: Neznan avtor, 2023, fotografija stolpa z uro (levo), slika algoritma brez besednih informacij (na sredini), slika algoritma z besedilnimi informacijami (desno)

Slika 3: Neznan avtor, 2023, fotografije pokazane osebam (zgoraj), slike ki jih je ustvarila UI (spodaj)

Ker je bil sistem preizkušen le na slikah možganov 4 sodelujočih ljudi, bi razširitev na druge posameznike zahtevala ponovno usposabljanje sistema na slikah drugih možganov. Zato lahko traja nekaj časa, da postane taka vrsta tehnologije široko dostopna.

ZALKJUČEK

Mislim, da bi razvoj take tehnologije lahko prišel zelo prav, predvsem na področjih psihologije in biologije. Končno bi lahko razumeli zakaj sanjamo ter kako sanjamo ali pa se odgovorom vsaj malo bolj približali. Lažje bi objektivno postavljali diagnoze na področju psihiatrije ter načrtovali prilagojene načine zdravljenja. N področju biologije bi lahko veliko lažje ter bolj razumeli živali, ter njihovo obnašanje in dojemanje sveta. Ker pa potrebuje taka tehnologija veliko časa, dela ter denarja da se razvije, bo verjetno trajalo precej dolgo, da pridemo do želenih odgovorov.

BESEDILNI VIRI

NAHAS, Kamal. 2023, Science, AI re-creates what people see by reading their brain scans [e-članek]. Marec, 2023 [7.marec, 13:30] https://www.science.org/content/article/ai-re-creates-what-people-see-reading-their-brain-scans

Neznan avtor, 2023, Japan scientist create world’s first mental images with AI [e-članek]. December 2023 [16. december] https://www.japantimes.co.jp/news/2023/12/16/japan/science-health/scientists-ai-mental-imaging/

Umetna Inteligenca Chat GPT – uporabljala sem ga pri oblikovanju besedila ter iskanju informacij o delovanju umetne inteligence.

SLIKOVNI VIRI

Slika 1: Neznan avtor, 2023, https://cdn4.premiumread.com/?url=https://www.japantimes.co.jp/japantimes/uploads/images/2023/12/16/269621.jpg&w=1000&q=100&f=jpg&t=1.2

Slika 2: Nahas Kamal, 2023, https://www.science.org/do/10.1126/science.adh4932/files/_20230307_on_artificial_intelligence_stable_diffusion.jpg

Slika 3: Nahas Kamal, 2023, https://www.science.org/do/10.1126/science.adh4932/full/_20230307_on_artificial_intelligence_photographs-1678216582497.jpg

Predstavitvene tehnike