Künstliche Intelligenz (KI) kann Ihre Gedanken lesen … wenn Sie an ein fMRI-Gerät angeschlossen sind und es darauf trainiert ist, wie Sie visuelle Informationen verarbeiten.
Forscher der Universität Osaka in Japan haben herausgefunden, dass KI darauf trainiert werden kann, hochauflösende Bilder aus der menschlichen Gehirnaktivität zu rekonstruieren, die aus MRT-Scans gewonnen wurden und eine verblüffende Ähnlichkeit mit dem Quellbild aufweisen, das den Teilnehmern gezeigt wird.
Ein Vorabdruck der Studie von Yu Takagi und Shinji Nishimoto beschreibt, wie die Forscher das Deep-Learning-Modell Stable Diffusion nutzten, um die Bilder in den Köpfen der Menschen mithilfe von Daten aus dem fMRT in KI-Rekonstruktionen zu übersetzen.
„Die Studie verwendet funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI), um die Gehirnaktivität abzubilden, wobei winzige Veränderungen im Blutfluss untersucht werden, die anzeigen, wann bestimmte Teile des Gehirns arbeiten“, sagte Joseph Early, ein Doktorand in KI am Alan Turing Institute, der war nicht an der Studie beteiligt, sagte theaktuellenews.
„Indem man Menschen Bilder zeigt, während sie sich fMRT-Scans unterziehen, können die Teile des Gehirns identifiziert werden, die als Reaktion auf verschiedene Bilder ‚aufleuchten‘“, sagte Early. „Diese unterschiedlichen Antworten werden auf ein Format abgebildet, das den bestehenden generativen Bildmodellen vertraut ist, und können dann verwendet werden, um neue Bilder zu generieren.“
Um die KI zu trainieren, wurden jedem Teilnehmer 10.000 Bilder gezeigt, während er sich in einem fMRT-Scanner befand. Dies wurde dreimal wiederholt und die resultierenden MRT-Daten wurden einem Computer zugeführt, damit dieser lernen konnte, wie das Gehirn jedes Teilnehmers die Bilder verarbeitete.
Interessanterweise war die KI besser darin, die Gehirnaktivität einiger Leute zu „lesen“ als andere.
Trotz dieser Unterschiede gibt es in den meisten Fällen deutliche Ähnlichkeiten zwischen den Objekten, Farbschemata und Kompositionen jedes den Teilnehmern gezeigten Bildes und der daraus resultierenden Rekonstruktion durch die KI.
Takagi, Assistenzprofessor an der Universität Osaka und Mitautor der Abhandlung, sagte, die Forscher seien von den Ergebnissen ihrer Studie sehr überrascht gewesen.
„Der interessanteste Teil unserer Forschung ist das Diffusionsmodell – die sogenannte bilderzeugende KI, die […] wurde nicht geschaffen, um das Gehirn zu verstehen – es sagt die Gehirnaktivität gut voraus und kann verwendet werden, um visuelle Erfahrungen aus dem Gehirn zu rekonstruieren“, sagte er theaktuellenews.
In der Studie konnte die KI sehen, was die Teilnehmer sahen, indem sie ihre Gehirnaktivität analysierte. Aber Takagi sagte, dass diese Technik theoretisch verwendet werden könnte, um Bilder direkt aus der Vorstellung einer Person zusammenzusetzen.
„Wenn wir Dinge sehen, werden visuelle Informationen, die von der Netzhaut erfasst werden, in einer Gehirnregion verarbeitet, die als visueller Kortex bezeichnet wird und sich im Okzipitallappen befindet“, sagte er. „Wenn wir uns ein Bild vorstellen, werden ähnliche Gehirnregionen aktiviert [therefore] möglich, unsere Technik auf die Gehirnaktivität während der Vorstellung anzuwenden, aber es ist derzeit unklar, wie genau wir solche Aktivitäten entschlüsseln können.”
Tagaki sagte, dass diese Technologie möglicherweise bei der Entwicklung von Gehirn-Maschine-Schnittstellen in klinischen und kreativen Kontexten eingesetzt werden könnte.
„Das Einzigartige an diesem Tool ist, dass es keine physische Manipulation eines Geräts erfordert“, sagte Laura Herman, Doktorandin am Internet Institute der Universität Oxford theaktuellenews. „Daher gibt es aufregende Möglichkeiten für Kreative mit körperlichen Behinderungen, die in der Vergangenheit von der Verwendung kreativer Werkzeuge ausgeschlossen waren, die möglicherweise bestimmte motorische Fähigkeiten erfordern.
„Dennoch sind die Gefahren dieses Tools enorm – und jedes Risiko wird für gefährdete Gemeinschaften wie Menschen mit Behinderungen verschärft. Es ist schwierig, die Datenschutz- und Sicherheitsrisiken zu übertreiben, die mit dem Zugriff auf die eigenen fMRI-Daten einhergehen.
„Wie wir hier sehen, können diese Daten verwendet werden, um interne, private Gedanken buchstäblich zu rekonstruieren; in den Händen der falschen Akteure würden diese Daten ein beispielloses Maß an Überwachung ermöglichen, indem sie die Gedanken im eigenen Gehirn überwachen. Obwohl die Technologie Ergebnisse verlockend sein mögen, ist es schwer vorstellbar, dass es sich lohnen würde, Ihre intimen fMRI-Daten zu teilen.”
Der KI-Doktorand Early sagte, dass der Einsatz einer solchen Technologie außerhalb einer Laborumgebung sehr schwierig wäre, sodass wir uns vorerst keine Gedanken über KI-gestützte Gedankenleser machen müssen.
„Erstens werden fMRT-Scans benötigt, um die Gehirnaktivität zu messen, die zur Erzeugung von Bildern verwendet wird, und die Maschinen, die diese Scans durchführen, kosten oft über 1 Million US-Dollar“, sagte er.
„Zweitens muss die Methode in ihrem aktuellen Zustand lernen, die Gehirnaktivität einer Person abzubilden: Jeder wird unterschiedliche Reaktionen haben, wenn dasselbe Bild gezeigt wird, also muss die Methode für jeden Benutzer personalisiert werden“, fügte Early hinzu.
Derzeit ist die Generierung von Bildern aus der Gehirnaktivität einer Person sowohl kostspielig als auch zeitintensiv. Zu diesem Zeitpunkt ist die Arbeit in diesem Bereich noch stark forschungsorientiert, aber Tagaki sagte, dass die Studie eine interessante Demonstration der Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen der Interpretation der Welt durch eine KI und das menschliche Gehirn sei.
„Wir glauben, dass unsere Arbeit das Potenzial der Integration von KI- und neurowissenschaftlichen Forschungsgemeinschaften demonstriert und einige Implikationen dafür liefert, wie die beiden Bereiche in Zukunft interagieren könnten“, sagte er.
