De oorspronkelijke foto’s en de gereconstrueerde beeld lijken goed op elkaar (afb: New Scientist)
Onderzoekers hebben aardig op het origineel lijkende gezichten gereconstrueerd op basis van de hersensignalen van makaken (apen) die foto’s bekeken.
De eerste stap van het onderzoek was te bepalen hoe hersencellen herkenbare beelden in de visuele cortex ‘berekenen’. Dit zou de eerste keer zijn dat dat is uitgezocht voor apen. “We hebben de code gekraakt voor gezichtsherkenning”, zegt Doris Tsao van Caltech. Tsao en haar collega Steven Le Chang ontdekten dat afzonderlijke cellen een oneindige reeks van gezichten kan genereren door hun activiteit af te stemmen, een beetje op de manier hoe met drie kleuren een eindeloze reeks kleuren is te maken. Eerder onderzoek had al uitgewezen welke cellen zich daarmee bezighouden. Die lijken alleen actief te zijn als iemand een beeld of gezicht wordt getoond.
De gecombineerde signalen van deze cellen leggen zo’n vijftig verschillende aspecten van een gezicht vast, zoals vorm, oogafstand, huidkleur enzovoort. Tsao: “De truc is dat je een oneindig aantal gezichten kunt beschrijven met die vijftig grootheden. Het is net zoiets als een computer die beelden samenstelt, maar dan gebeurt dat in je hersens.”
Elektrodes
De makaken kregen elektrodes geïmplanteerd in de ‘dienstdoende’ cellen, waarmee de activiteit van 205 hersencellen kon worden gemeten. Drie makaken kregen tweeduizend mensengezichten te zien. Het bleek dat elke ‘gezichtscel’ gezichten op enigszins andere manier verwerkt, alsof het gezicht van diverse kanten wordt bekeken. Als die aparte beelden worden gecombineerd, dan krijg je een duidelijke ‘compositiefoto’. Met een zelf ontwikkeld algoritme konden de onderzoekers op basis van de hersensignalen de gezichten reconstrueren.
De cellen in de hersenschors ‘nemen waar’, de beelden worden opgeslagen in de hippocampus (het zeepaardje). Ander onderzoek heeft uitgewezen dat afzonderlijke cellen verantwoordelijk zijn voor het vastleggen van bepaalde individuen, zoals Peter Bosz (ik zeg maar wat). Het zijn in feite twee systemen die parallel werken of kunnen samenwerken: het een breed om elk gezicht te kunnen herkennen en het ander om gezichten op een ‘abstracte manier’ te kunnen herkennen.
Het werk van Tsao en de haren zou het eerste zijn waarin een hypothese wordt beproefd van de manier waarop ‘gezichtscellen’ in de hersenschors gebruikt kunnen worden door cellen in de hippocampus voor het vastleggen van beelden. Tsao is overigens nog lang niet uitonderzocht.
Bron: New Scienctist