پژوهش تازهای در مجله Science Advances نشان میدهد که الگوریتمی نوین میتواند از دادههای مغزی جملههای توصیفی بسازد و آنچه را انسان میبیند یا در ذهن تصور میکند، بازگو کند
دانشمندان در ژاپن و ایالات متحده به روشی دست یافتهاند که میتواند با استفاده از اسکنهای غیرتهاجمی مغز، آنچه را انسان میبیند یا در ذهن تجسم میکند به شکل متنی توصیف کند.
این فناوری که «ترجمان ذهن» (Mind Captioning) نام گرفته، با دقتی چشمگیر میتواند محتوای تصویری در ذهن انسان را به واژه تبدیل کند — دستاوردی که به باور پژوهشگران، هم افق تازهای در شناخت نحوهی کارکرد مغز میگشاید و هم میتواند به بیماران دچار اختلال گفتاری یا حرکتی کمک کند.
چه اتفاقی افتاده است؟
این پژوهش که توسط «تومویاسو هوریکاوا» از آزمایشگاه علوم ارتباطی شرکت NTT در ژاپن انجام شده است، از ترکیب دو نوع هوش مصنوعی بهره میبرد:
یکی مدل زبانی عمیقی که متن هزاران ویدیو را تحلیل کرده و برای هر ویدیو «امضای معنایی» عددی ساخته است و دیگری سامانهای که الگوهای فعالیت مغزی شش داوطلب را در زمان تماشای همان ویدیوها بررسی کرده و یاد گرفته این امضاهای معنایی را با الگوهای مغزی تطبیق دهد.
به بیان سادهتر، هر بار که داوطلب ویدیویی میبیند، مغزش الگویی از فعالیتهای عصبی تولید میکند. هوش مصنوعی این الگو را با امضای معنایی ویدیو تطبیق میدهد و سپس از میان میلیاردها جمله ممکن، آن جملهای را انتخاب میکند که بیشترین شباهت را به معنای رمزگشاییشده دارد.
در یکی از نمونهها، داوطلب ویدیویی از فردی را دید که از بالای آبشاری به پایین میپرد.
مدل هوش مصنوعی ابتدا جملههایی مبهم مانند «جریان پرشتاب» تولید کرد، سپس در تکرارهای بعدی بهتدریج دقیقتر شد و در صدمین حدس، جملهای نزدیک به واقعیت ساخت:
«فردی از بالای آبشار عمیقی در کوهستان میجهد.»
چرا این پژوهش مهم است؟
پژوهشگران از دو دهه پیش قادر بودند بر پایهی اسکنهای مغزی، حدس بزنند فرد در حال شنیدن یا دیدن چه نوع محرکی است؛
اما بازسازی صحنههای پیچیده، مانند ویدیوهای کوتاه یا تصاویر انتزاعی، دشوار بود.
تلاشهای پیشین تنها واژههای کلیدی تولید میکردند و قادر به بازنمایی جملههای کامل نبودند.
دکتر «الکس هاث»، عصبپژوه دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و از پژوهشگران همکار این طرح، میگوید:
«مدل جدید میتواند آنچه فرد میبیند را با جزئیات توصیف کند. این کار بسیار سخت است و سطحی از دقت را نشان میدهد که انتظارش را نداشتیم.»
بهگفتهی او، این روش نهتنها توصیف آنچه فرد میبیند، بلکه بازسازی آنچه در حافظهاش بازآفرینی میکند را نیز ممکن کرده است. در آزمایش دوم، زمانی که شرکتکنندگان ویدیوها را از حفظ به یاد آوردند، مدل توانست توصیفهایی سازگار با خاطرات ذهنی آنان تولید کند — نشانهای از آنکه مغز در دیدن و بهخاطرآوردن، از ساختارهای مشابهی بهره میبرد.
کاربردهای پزشکی و فناوری
از دید پژوهشگران، این روش میتواند گامی بزرگ در مسیر توسعهی رابطهای مغز و رایانه باشد — سامانههایی که به افراد ناتوان در سخن گفتن یا حرکت کردن امکان میدهند تا اندیشههای خود را مستقیماً به متن یا فرمان تبدیل کنند.
برخلاف فناوریهای تهاجمی که نیازمند کاشت تراشه در مغز هستند، «کپشن ذهنی» بر پایهی تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI) انجام میشود؛ روشی غیرتهاجمی که با ثبت جریان خون در نواحی فعال مغز، الگوهای فعالیت عصبی را آشکار میسازد.
هوریکاوا میگوید:
«اگر بتوانیم با کمک این سیستمها بازنمایی ذهنی افراد را به متن تبدیل کنیم، شاید بتوانیم به کسانی که دچار اختلال گفتاری یا فلج هستند کمک کنیم تا دوباره ارتباط برقرار کنند.»
مرزهای اخلاقی و حریم ذهن
با وجود هیجان علمی، این فناوری پرسشهای اخلاقی مهمی نیز برانگیخته است.
دکتر «الکس هاث» هشدار میدهد که هرچه توانایی ما در رمزگشایی از افکار افزایش یابد، خطر نقض حریم ذهنی انسان بیشتر میشود.
او میگوید:
«در آینده شاید بتوان از این فناوریها برای شناخت احساسات یا افکار خصوصی افراد استفاده کرد — امری که میتواند برای نظارت یا تبعیض مورد سوءاستفاده قرار گیرد. هنوز به آن نقطه نرسیدهایم، اما باید از هماکنون دربارهاش فکر کنیم.»
با این حال، هر دو تیم تأکید میکنند که مدلهای کنونی تنها با رضایت داوطلبان کار میکنند و نمیتوانند افکار درونی یا شخصی را بدون همکاری فرد تشخیص دهند.
چشمانداز آینده
پژوهشگران میگویند در مرحلهی بعد، قصد دارند دقت مدل را افزایش دهند و آن را با دادههای مغزی بیشتر و از داوطلبان متنوعتر آموزش دهند.
در آینده، ممکن است چنین سامانههایی بتوانند نهفقط آنچه میبینیم، بلکه اندیشههای انتزاعی، احساسات و حتی رؤیاها را نیز بازسازی کنند.
دکتر هوریکاوا نتیجهگیری میکند:
«کپشن ذهنی به ما نشان میدهد که مغز چگونه جهان را پیش از آنکه به زبان درآید، بازنمایی میکند. این نخستین گام در فهم زبان پیشازبانی ذهن انسان است.»
خواندن ذهن انسان دیگر فقط افسانهی علمیتخیلی نیست؛ علم، یک گام به سوی درک مستقیم افکار و تصاویر ذهنی نزدیکتر شده است : دستاوردی که میتواند روزی به بیماران ناتوان در سخن گفتن صدایی تازه ببخشد. با این وجود مانند هر توسعه علمی دیگری نگرانی از سو استفادههای غیر اخلاقی، نقض حریم افراد، سواستفاده تجاری و از همه مهتر استفاده دولتها و قدرتها برای نظارت بیشتر در آینده را مطرح میکند.
