Nueva técnica crea imágenes a partir de la actividad cerebral de las percepciones
Los neurocientíficos de la Universidad de Toronto en Scarborough han desarrollado una técnica de imágenes que puede reconstruir imágenes de lo que las personas perciben en función de su actividad cerebral recopilada por EEG.
Específicamente, el nuevo método es capaz de reconstruir digitalmente imágenes vistas por sujetos de prueba basándose en datos de electroencefalografía (EEG).
“Cuando vemos algo, nuestro cerebro crea una percepción mental, que es esencialmente una impresión mental de esa cosa. Pudimos capturar esta percepción utilizando EEG para obtener una ilustración directa de lo que está sucediendo en el cerebro durante este proceso ”, dice Dan Nemrodov, becario postdoctoral en el laboratorio de Adrian Nestor.
Para el estudio, a los sujetos de prueba conectados al equipo EEG se les mostraron imágenes de caras. Su actividad cerebral se registró y luego se utilizó para recrear digitalmente la imagen en la mente del sujeto mediante una técnica basada en algoritmos de aprendizaje automático.
No es la primera vez que los investigadores han podido reconstruir imágenes basadas en estímulos visuales utilizando técnicas de neuroimagen, ya que investigaciones anteriores han reconstruido imágenes faciales a partir de imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Sin embargo, esta nueva investigación es la primera en utilizar datos de EEG.
Si bien técnicas como la resonancia magnética funcional, que mide la actividad cerebral al detectar cambios en el flujo sanguíneo, pueden captar detalles más finos de lo que sucede en áreas específicas del cerebro, el EEG tiene un mayor potencial práctico dado que es más común, portátil y económico en comparación.
El EEG también tiene una mayor resolución temporal, lo que significa que puede medir con detalle cómo se desarrolla una percepción en el tiempo hasta milisegundos, explica Nemrodov.
“La fMRI captura la actividad en una escala de tiempo de segundos, pero el EEG captura la actividad en una escala de milisegundos. De modo que podemos ver con muy buen detalle cómo se desarrolla la percepción de un rostro en nuestro cerebro usando EEG ”, dice. De hecho, los investigadores pudieron estimar que nuestro cerebro tarda unos 170 milisegundos (0,17 segundos) en formar una buena representación de una cara que vemos.
Este estudio proporciona la validación de que EEG tiene potencial para este tipo de reconstrucción de imágenes, señala Nemrodov, algo que muchos investigadores dudaban que fuera posible dadas sus aparentes limitaciones. El uso de datos de EEG para la reconstrucción de imágenes tiene un gran potencial teórico y práctico desde un punto de vista neurotecnológico, especialmente porque es relativamente económico y portátil.
En cuanto a los próximos pasos, se está trabajando actualmente para probar cómo la reconstrucción de imágenes basada en datos de EEG podría realizarse utilizando la memoria y aplicarse a una gama más amplia de objetos más allá de las caras. Pero eventualmente también podría tener aplicaciones clínicas de amplio alcance.
“Podría proporcionar un medio de comunicación para las personas que no pueden comunicarse verbalmente. No solo podría producir una reconstrucción basada en los nervios de lo que una persona está percibiendo, sino también de lo que recuerda e imagina, de lo que quiere expresar ”, dice el profesor asistente Adrian Nestor.
"También podría tener usos forenses para la aplicación de la ley en la recopilación de información de testigos presenciales sobre posibles sospechosos en lugar de depender de descripciones verbales proporcionadas a un dibujante".
La investigación, que será publicada en la revista eNeuro, fue financiado por el Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (NSERC) y por un Connaught New Researcher Award.
"Lo que es realmente emocionante es que no estamos reconstruyendo cuadrados y triángulos, sino imágenes reales del rostro de una persona, y eso implica muchos detalles visuales de grano fino", agrega Nestor.
“El hecho de que podamos reconstruir lo que alguien experimenta visualmente en función de su actividad cerebral abre muchas posibilidades. Revela el contenido subjetivo de nuestra mente y proporciona una forma de acceder, explorar y compartir el contenido de nuestra percepción, memoria e imaginación ".
Fuente: Universidad de Toronto.
