Spontane Gehirnaktivität – oft als Hintergrundrauschen abgetan – könnte verborgene Strukturen enthalten, die künstliche Intelligenz nutzen kann, um zu entschlüsseln, was jemand wahrnimmt. Eine neue Studie zeigt, dass selbstüberwachtes Lernen bedeutungsvolle perzeptuelle Informationen aus stundenlangen Ruhezustandsdaten extrahieren kann, was einen vielversprechenden Weg zur Verbesserung von Gehirn-Computer-Schnittstellen bietet.
Die Forschung
Unter der Leitung von Aleksandr Kovalev und Mitarbeitern mehrerer Institutionen zeichnete das Team 14,6 Stunden spontane Multiunit-Aktivität von einem intrakortikalen Array auf, das im primären visuellen Kortex (V1) eines blinden Teilnehmers implantiert war. Sie trainierten einen maskierten Autoencoder – eine KI, die lernt, fehlende Daten zu ergänzen – mit diesen unbeschrifteten Ruhezustandsdaten, ohne Aufgabe oder Stimulation. Bemerkenswerterweise erfassten die internen Darstellungen des Modells spontan die räumliche Organisation von V1 und konnten verschiedene Wahrnehmungszustände trennen, obwohl es während des Trainings nie beschriftete Beispiele sah. Um den praktischen Wert zu bewerten, führten sie lineares Probing durch: einen logistischen Regressionsklassifikator auf den eingefrorenen latenten Darstellungen. Bei einer allgemeinen psychometrischen Aufgabe erreichte die Dekodierungsgenauigkeit 84,1 %. Bei einer schwierigeren Schwellenwertaufgabe lag die Genauigkeit bei 64,0 %.
Warum es wichtig ist
Diese Ergebnisse stellen die Annahme in Frage, dass spontane Kortexaktivität bloßes Rauschen sei. Stattdessen enthält sie reichhaltige, aufgabenrelevante Strukturen, die selbstüberwachtes Lernen nutzen kann. Für klinische Neuroprothesen könnte dies ein Durchbruch sein: Anstatt sich auf seltene beschriftete Wahrnehmungsversuche zu verlassen, können Forscher nun auf reichlich vorhandene spontane Aufzeichnungen zurückgreifen, um die Dekodierungsleistung zu verbessern. Für jeden, der sich für die Gehirnfunktion interessiert, zeigt es, dass selbst wenn wir nicht bewusst beschäftigt sind, unser Gehirn mit bedeutungsvollen Mustern summt, die KI zu lesen lernt.
Was Sie tun können
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Quelle: arXiv q-bio.NC
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