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Künstliche Intelligenz: KI-System sieht Bilder im Gehirn und rekonstruiert sie

von Matthias Bastian12. Januar 2018

Künstliche Intelligenz soll dabei helfen, die reale Intelligenz – unser Gehirn – besser zu verstehen. Japanische Wissenschaftler stellen ein Verfahren vor, das anhand von Hirnsignalen zuvor gesehene oder erdachte Bilder rekonstruiert.

Telepathie ist die nächste große Sci-Fi-Vision im Silicon Valley: Konzerne wie Facebook oder der Tech-Milliardär Elon Musk investieren viele Millionen US-Dollar in Gehirnforschung, um zwischen Menschen und Maschinen Gedankenübertragung zu ermöglichen.

Die zugrundeliegende Überlegung: Wenn Gedanken für die Weitergabe nicht mehr in Worte, Buchstaben und Bewegungen übersetzt werden müssten, sondern von anderen Menschen oder Computern direkt verarbeitet werden könnten, hätte das eine enorme Beschleunigung zufolge – Menschen könnten so ihre Leistungsfähigkeit steigern und womöglich mit Künstlicher Intelligenz mithalten.

Wissenschaftler aus Kyoto, Japan, stellen ein neues Verfahren vor, das ein kleiner Schritt in Richtung maschinell gestützter Telepathie sein könnte. Ein künstliches neuronales Netz kann anhand von Hirnsignalen Bilder und Formen visualisieren, die sich der Hirninhaber ansieht oder sogar nur vorstellt.

Die KI-Bilder sind kein akkurates Replikat, sie wirken eher wie aus einem Traum. Sie geben jedoch gut erkennbar die Farben und Formen des angesehenen oder erdachten Motivs wieder. Auch Symbole oder Buchstaben kann das KI-System erkennen.

Farben und Formen passen, Details sind jedoch nicht auszumachen.

Farben und Formen passen, Details sind jedoch nicht auszumachen.

Malen nach Mustern

Die Grundlage des maschinellen Gedankenlesens bilden Magnetresonanzscans. Drei Probanden schauten sich über zehn Monate hinweg wiederholt rund 1000 Bilder an – unterschiedlich lang, einzeln oder mehrere auf einmal. Die Wissenschaftler visualisierten parallel mit Magnetresonanzscans anhand des Blutflusses die neuronalen Aktivitäten im visuellen System des Gehirns und dekodierten daraus Muster.

Auf Grundlage diese Muster konstruierten sie anschließend ein in mehrere Schichten aufgebautes künstliches neuronales Netz. Die Struktur eines solchen Netzes ist der des menschlichen Gehirns nachempfunden, es soll Informationen ähnlich verarbeiten können. Das neuronale Netz der japanischen Wissenschaftler berücksichtigt zahlreiche Einzelfaktoren der im visuellen System gemessenen Aktivitäten, zum Beispiel Reaktionen auf Kontraste oder Gesichter.

Schaubild zum Analyseverfahren.

Schaubild zum Analyseverfahren.

Um die Gedankenreplikate zu generieren, nutzt das KI-System die bei den Magnetresonanzscans erstellten Muster wie eine Schablone: Nach dem Versuch-und-Irrtum-Prinzip rät es ausgehend von einem neutralen Bildrauschen Farben und Formen. Pixel für Pixel passt die KI das generierte Motiv an, bis die künstliche neuronale Reaktion der des menschlichen Gehirns auf das zu erratende Motiv ähnelt.

Ein angeschlossenes KI-Netz (Deep Generator Network im Schaubild oben), das darauf spezialisiert ist, realistische Bilder zu erzeugen, bereitet die vom neuronalen Netz generierten Gedankenmotive final auf. Laut den Wissenschaftlern eröffnet das eigene Experiment einen “einzigartigen Einblick in unser Innenleben”.

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