En lo que es el primero de su tipo, los investigadores de la Universidad de Helsinki han demostrado una nueva técnica en la que una computadora monitorea las señales del cerebro humano para modelar la percepción visual. En otras palabras, la computadora intenta recrear lo que un humano está pensando en su cabeza. Esta técnica recientemente desarrollada da como resultado que la computadora pueda producir información completamente nueva e imágenes ficticias que nunca antes habían aparecido.
El nuevo estudio fue publicado en septiembre en la Informes científicos journal, que es una revista en línea de acceso abierto que cubre múltiples disciplinas.
Los investigadores basaron la técnica en una nueva interfaz cerebro-computadora, que tradicionalmente solo es capaz de comunicación unidireccional entre el cerebro y la computadora. Esto da como resultado, por ejemplo, que se escriban letras o que se mueva un cursor.
El trabajo fue el primero en demostrar que tanto la presentación de la computadora de la información como las señales cerebrales se modelaban al mismo tiempo mediante el uso de métodos de inteligencia artificial (IA). Las respuestas del cerebro humano y una red neuronal generativa interactuaron y generaron imágenes que representaban las características visuales de lo que los participantes estaban enfocando.
Modelado Generativo Neuroadaptativo
El método se llama modelado generativo neuroadaptativo y su eficacia se probó con 31 participantes. A estos participantes se les mostraron cientos de imágenes generadas por IA de una amplia gama de personas, y se registró el EEG de los participantes mientras veían las imágenes.
Se les dijo a los participantes que se enfocaran en ciertas características de las imágenes, como caras y expresiones distintas. Luego se les presentó rápidamente una serie de imágenes faciales mientras los EEG se alimentaban a una red neuronal. Esta red neuronal luego infirió si el cerebro detectó una imagen que coincidía con lo que los participantes estaban enfocando.
Usando estos datos, la red neuronal pudo hacer una estimación sobre qué tipo de rostros estaban pensando las personas, y los participantes evaluaron las imágenes generadas por computadora. Los resultados demostraron que las imágenes coincidían casi perfectamente con lo que estaban enfocando, y la tasa de precisión del experimento fue del 83 %.
Tuukka Ruotsalo es investigador de la Academia de Finlandia en la Universidad de Helsinki, Finlandia, así como profesor asociado en la Universidad de Copenhague, Dinamarca.
“La técnica combina las respuestas humanas naturales con la capacidad de la computadora para crear nueva información. En el experimento, a los participantes solo se les pidió que miraran las imágenes generadas por computadora. La computadora, a su vez, modeló las imágenes mostradas y la reacción humana hacia las imágenes mediante el uso de respuestas del cerebro humano. A partir de esto, la computadora puede crear una imagen completamente nueva que coincida con la intención del usuario”, dice Ruotsalo.
Otros beneficios potenciales
Además de generar imágenes del rostro humano, este nuevo estudio demostró cómo las computadoras pueden aumentar la creatividad humana.
“Si quieres dibujar o ilustrar algo pero no puedes hacerlo, la computadora puede ayudarte a lograr tu objetivo. Podría simplemente observar el foco de atención y predecir lo que le gustaría crear”, dice Ruotsalo. Sin embargo, los investigadores creen que la técnica puede usarse para comprender mejor la percepción y los procesos subyacentes en nuestra mente.
“La técnica no reconoce pensamientos sino que responde a las asociaciones que tenemos con categorías mentales. Por lo tanto, si bien no podemos averiguar la identidad de una «persona mayor» específica en la que estaba pensando un participante, podemos obtener una comprensión de lo que asocian con la vejez. Por lo tanto, creemos que puede proporcionar una nueva forma de obtener información sobre los procesos sociales, cognitivos y emocionales”, dice el investigador principal Michiel Spapé.
Spapé también cree que estos resultados podrían usarse dentro de la psicología.
“La idea que una persona tiene de una persona mayor puede ser muy diferente a la de otra. Actualmente estamos descubriendo si nuestra técnica podría exponer asociaciones inconscientes, por ejemplo, al observar si la computadora siempre representa a las personas mayores como, por ejemplo, hombres sonrientes”.