人工知能AIが脳を解読して、心の中のイメージの画像化に成功

人工知能があなたの心に浮かぶ映像を実際に描くことは、すでに可能になりつつあるらしい。米科学誌「プロス・コンピュテーショナル・バイオロジー」に2019年1月に掲載されたGuohua Shen氏らの論文*によれば、AIが脳の活動パターンを機械学習によって分析することで、ヒトの脳内のイメージを画像化すること成功したという。

*プレプリントとしては2017年にbioRxivに掲載

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脳から心を読む「ブレイン・デコーディング」技術

【脳科学の達人2017】神谷 之康 "ブレイン・デコーディング 脳から心を読む技術”【第40回日本神経科学大会 市民公開講座】

参考動画:本研究を行った京都大学の神谷之康氏が、「ブレイン・デコーディング」について大変わかりやすく解説している。

脳の暗号を解読する

現代の神経科学では、脳は情報を「コード(符号化)」としていると見なすようだ。コンピュータが0と1の信号で情報を処理するのと似ている。つまり、脳の信号は、さまざまな情報をコード化した「暗号」といえる。ヒトの心の状態も、そのようにコードされた情報の一種だという。このような脳の暗号を解読(デコーディング、復号化)することにより、心の状態を推定する技術は「ブレイン・デコーディング」と呼ばれている

2つの優れたツールの組み合わせ:fMRI × 機械学習

fMRIで脳の活動を視覚化 public domain

★fMRI(機能的磁気共鳴画像、functional Magnetic Resonance Imaging)とは、脳内の血流の変化などを画像化する方法である。

⇒ fMRIを利用すれば、脳の活動パターンをデータとして計測できる

★人工知能の機械学習では、データを与えることで、コンピュータ自身が規則を見つけることができる。本研究では特に、画像認識などで大きな成果を挙げている、人間や動物の脳からヒントを得て作られた「ディープニューラルネットワーク(Deep Neural Network, DNN)」が用いられた。

⇒ 機械学習を利用すれば、データから画像を出力できる

本研究のブレイン・デコーディング方法の概要Guohua Shen氏らの論文より引用)

被験者が見た画像を、人工知能が脳から再構成

本研究では、被験者が画像を見ているときの脳の活動パターンをfMRIで計測し、その脳のデータから、機械学習によって元の画像を再構築することに成功した。

Deep image reconstruction: Natural images

参考動画|KamitaniLab 左が被験者に見せた画像、右がその被験者の脳からAIが再構築した画像

被験者に見せられた画像(左端)と、AIが再構築した画像例(3人の被験者の例)Guohua Shen氏らの論文より引用)

被験者が心の中でイメージした画像の再構築にも成功

本研究ではさらに、被験者が写真を見ながらではなく、想像によって心の中に作ったイメージさえも、不完全ながら画像化することに成功した。

Deep image reconstruction: Visual imagery

参考動画|KamitaniLab 左が被験者が心の中で想像したイメージ、右がその被験者の脳からAIが再構築した画像。鳥や動物などの複雑なイメージは再現できなかったが、シンプルな図形は、不完全ながら再構築できているようにみえる。

本研究の成果は、ブレイン・マシン・インターフェースを介した人間の新しいコミュニケーション方法の開発などに応用できる可能性がある。

管理人チャールズの感想

脳内のイメージをAIによって画像化することに成功したという、驚くべき研究でした。脳の情報を正確に解読できれば、ALSや脊髄損傷などにより体を自由に動かすことが難しい方々をはじめとして、私たちの生活に役立つ様々なツールが開発できるでしょう。脳と脳で直接コミュニケーションするテレパシーのようなことも夢ではないかもしれません。

一方で、思考盗聴・脳内盗聴、あるいはさらに極端なケースでは、脳の直接操作・洗脳といった問題が今後、現実的な脅威となる可能性があります。心のプライバシーをどのように保護していくべきか、といった倫理的課題についても真剣に考えるべき時がもう来ているのかもしれませんね。

※次の記事ではブレイン・マシン・インターフェース(BMI)と心のプライバシーの問題について詳しく解説しています。

⇒ 脳で機械を直接操作するBMIで将来「心のプライバシー」が問題に?最新動画集

2019年には、ヒトとラットの脳をつないでラットを操縦する実験に成功しています。

ヒトとラットの脳を接続してサイボーグ化したラットの歩行を操作ーマインドコントロール最新技術

顔認識テクノロジーの応用によって、機械が私たちの感情を監視するようになるかもしれません。

⇒ あなたの顔に一瞬現れる「微表情」から本音の感情が読み取れる!?ー最新心理学研究

人間と機械を融合するテクノロジーは次の記事でご紹介しています。

⇒ サイボーグ技術が現実に!機械と人間の融合ー最新テクノロジー動画集 

原著論文・クレジット表記(Creative Commons)

Deep image reconstruction from human brain activity: Guohua Shen , Tomoyasu Horikawa , Kei Majima , Yukiyasu Kamitani  Published: January 14, 2019 https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006633

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