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2018-03-01多倫多大學透過腦電圖數據進行影像重建
435 期
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【本刊訊】人們經由豐富的腦部活動來接收影像，多倫多大學士嘉堡分校（University of Toronto Scarborough）的神經科學家，日前透過腦電圖（electroencephalography, EEG）蒐集腦部資訊，研究出影像重建的技術。此新興技術主要是由尼斯特實驗室（Adrian Nestor´s lab）的博士後研究員內姆羅達夫（Dan Nemrodov）所研發，以受試者腦電圖數據為基礎，進行更進一步的影像重建。
內姆羅達夫表示，當人們看到一個物品時，其腦部便會產生對該物的心智印象（mental impression），進而成為心智知覺（mental percept），而此次所研發的技術能將腦電圖資訊直接轉換，使人們更了解過程裡腦部所發生的事。
研究一開始，連接腦電圖裝置的受試者會看到一些展示圖片，其腦部活動被記錄下來，並透過機械學習演算法被數位化重製成影像。在以視覺刺激為基礎的神經影像（neuroimaging）技術裡，影像重建的研究並非第一次，先前尼斯特（Adrian Nestor）就曾首創以功能性核磁共振（fMRI）數據成功重建面部圖像，然而，就腦電圖來說，這可是相當新鮮的領域。
功能性核磁共振透過偵查血流變化來量測腦部活動，其時間單位為秒，且在特定的腦部區域內可捕捉事件發生的細節；然而腦電圖具備更優良的時間分辨率（temporal resolution），這意味著它可以量測到知覺在幾毫秒內的細節與發展，研究顯示腦部形塑面部圖像的過程僅耗費170毫秒（即0.17 秒）。腦電圖的好處在於可取得性高、較為普遍且相對便宜，這也是為什麼腦電圖有著fMRI 所沒有的潛力與優勢。
接下來，尼斯特實驗室將進行下一階段的實驗，以了解腦電圖影像重建的應用範圍能否從人臉拓展到其他物件，並研究如何運用記憶完成腦電圖數據下的圖像重建。尼斯特指出，該項研究不僅能協助口語表達不能的個案進行溝通，其更提供具神經基礎的知覺影像內容，包含個案當下看到的、所記得的事物，或渴望表達的內容等。
換句話說，該技術重建的內容是關於個體的視覺經驗，這使得腦部活動相關研究有了更多可能性，並提供個體在知覺、記憶與成像方面的探索機會。此外，這項新興技術也適用於法律層面，目前僅以目擊證人的口述內容以及側寫蒐集證據，然若該技術經過優化後，將有助於蒐集更精確的嫌犯相關資訊。
新聞來源：Don Campbell, Mind-reading algorithm uses EEG data to reconstruct images based on what we perceive, University of Toronto, 2018/2/22.