Ученые из НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург разработали метод, позволяющий с помощью искусственного интеллекта моделировать активность мозга на основе движений глаз. Это открытие, опубликованное в журнале Science Progress, создает основу для новых, более точных способов диагностики нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также расстройств аутистического спектра (РАС).
Исследование было проведено сотрудниками Лаборатории психофизиологии эмоций и Института когнитивных нейронаук. В эксперименте участвовали 40 добровольцев. Ученые одновременно регистрировали электроэнцефалограмму (ЭЭГ) и движения их глаз (айтрекинг) в процессе чтения. Основной задачей было проверить, может ли алгоритм машинного обучения по одному из этих сигналов воссоздать другой, а также предсказать, насколько хорошо человек понимает текст.
Анализ данных подтвердил устойчивую взаимосвязь, особенно между альфа-ритмом мозга в затылочной области и траекторией взгляда. Интересно, что метрики эффективности различались: ЭЭГ оказалась исключительно точной для реконструкции скорости чтения (95%) и его понимания (89%). В то же время данные айтрекинга, хотя и хуже справлялись с этой задачей, идеально подошли для выявления конкретных слов, которые привлекали наибольшее внимание читателя, вызывая более длительную фиксацию взгляда.
Любые психофизиологические отклонения, которые мы фиксируем в ходе тестов, впоследствии могут указывать на развитие определенных заболеваний. К примеру, данные айтрекинга позволяют заподозрить расстройство аутистического спектра. Это достаточно изученное явление: для людей с РАС часто характерно избегание прямого зрительного контакта». Ученый также добавил, что корреляция между айтрекингом и ЭЭГ наиболее сильна именно в зрительной коре, что логично с нейрофизиологической точки зрения.
Практическая ценность работы заключается в упрощении нейрофизиологических исследований в естественных условиях. Традиционная электроэнцефалография сложна для применения вне лаборатории, в то время как системы отслеживания взгляда становятся все более компактными и доступными. Таким образом, появляется возможность проводить масштабные скрининговые исследования, где по легко регистрируемым движениям глаз можно будет с высокой долей вероятности судить о работе мозга.
Ранее ученые впервые применили ИИ для проектирования генетических цепей.
