Dincolo de imagistica cerebrală statică
Timp de decenii, standardul în cercetarea neurologică a fost scanarea fMRI în „stare de repaus”, în cadrul căreia subiecții stau nemișcați, îndeplinind sarcini izolate și artificiale. Deși această metodă a oferit o bază pentru înțelegerea arhitecturii creierului, ea ignoră natura dinamică și haotică a vieții reale. Cogniția umană este definită de un ciclu continuu de percepție, predicție, acțiune și reacție. Pentru a depăși această limitare, neurocercetătorii Jörn Diedrichsen și Jody Culham de la Western University inovează printr-o nouă abordare: utilizarea jocurilor video imersive pentru a cartografia creierul în mișcare.
Această inițiativă, parte a proiectului „Digital Brain Project” susținut de Meta, urmărește catalogarea activității cerebrale umane pe un spectru vast de stări cognitive. Renunțând la sarcinile statice, cercetătorii pot observa creierul ca pe un peisaj complex, care se transformă în funcție de decizii, feedback-ul primit din mediu și nevoia constantă de adaptare la variabile în schimbare.
Avantajul sistemului „cu buclă închisă”
Filozofia centrală a acestui proiect este studiul sistemului „cu buclă închisă” (closed-loop) – un ciclu de feedback în care jucătorul interacționează cu un mediu virtual, observă rezultatele acțiunilor sale și își modifică comportamentul în consecință. Spre deosebire de experimentele de laborator tradiționale, unde un subiect privește o imagine și apasă un buton, jocurile precum Pac-Man sau simulatoarele de karting solicită un flux continuu de cogniție predictivă. Creierul construiește constant un model al lumii virtuale, anticipând mișcările fantomelor sau fizica unui viraj și actualizându-și strategia în câteva milisecunde.
Integrând aceste experiențe gamificate și imersive într-un mediu fMRI, cercetătorii capturează date care reflectă mult mai fidel capacitatea funcțională reală a creierului. Această metodă le permite să analizeze cerebelul, talamusul și mezencefalul dintr-o perspectivă nouă, recunoscând aceste zone nu doar ca centre de control motor, ci ca noduri critice pentru predicții complexe și procesare cognitivă.
Upgrade-uri hardware pentru date imersive
Pentru a facilita această cercetare ambițioasă, Western University utilizează echipamente de ultimă generație. Proiectul folosește un scaner RMN de 7 tesla, un aparat de mare putere capabil să genereze imagini mult mai detaliate decât sistemele clinice standard. Acestuia i se adaugă o bobină pentru cap cu 32 de canale, dezvoltată special pentru a capta semnale clare din structurile cerebrale profunde, care anterior erau dificil de izolat.
În plus, cercetătorii actualizează sistemele de afișare vizuală ale scanerului pentru a oferi medii mai mari, capabile de redare 3D. Obiectivul este maximizarea imersiunii participantului, astfel încât constrângerile fizice ale aparatului RMN să dispară pe măsură ce subiectul interacționează cu lumile virtuale. Această investiție tehnologică este esențială pentru a asigura o înaltă fidelitate a datelor colectate, reprezentative pentru procesele de gândire active și naturale, nu pentru anxietatea sau plictiseala resimțite în interiorul scanerului.
De ce este important: dincolo de „creierul mediu”
Un obiectiv major al Digital Brain Project este renunțarea la modelul „creierului mediu”. Prin centralizarea datelor de la participanți individuali în cadrul mai multor activități bazate pe jocuri, cercetătorii speră să cartografieze semnăturile neuronale unice care definesc stilurile cognitive individuale. Această profunzime a datelor este vitală pentru viitorul AI, deoarece cercetătorii plănuiesc să compare procesarea neuronală biologică cu sistemele artificiale care învață să navigheze în aceleași medii virtuale. Tratând AI-ul ca pe un instrument de testare a intuiției, oamenii de știință pot verifica ipoteze despre modul în care sistemele complexe gestionează predicția și luarea deciziilor, creând în final un set de date open-source masiv care ar putea redefini înțelegerea noastră asupra individualității umane și a arhitecturii neuronale.
