Уявіть, що мозок — це величезне місто вночі. У кожному районі одночасно спалахують і гаснуть тисячі вогнів. На перший погляд здається, що це хаотичне мерехтіння. Але якщо довго спостерігати, можна помітити закономірності: коли людина радіє, «світловий малюнок» один, коли тривожиться — зовсім інший.
Саме цьому присвячене нове дослідження, опубліковане в Nature Computational Science.
Вчені працювали з 18 пацієнтами з епілепсією, яким з медичних показань вже були встановлені електроди в мозку. Поки учасники дивилися емоційні зображення та відеоролики, вони постійно оцінювали свої почуття: наскільки емоція приємна чи неприємна і наскільки вона сильна. Одночасно комп'ютер записував електричну активність мозку.
Потім дослідники навчили штучний інтелект шукати зв'язок між цими сигналами і тим, що людина відчуває. В результаті система навчилася досить точно визначати емоційний стан практично в реальному часі.
Найцікавіше виявилося в іншому. Раніше більшість подібних досліджень аналізували тільки активність сірої речовини мозку — там, де знаходяться тіла нейронів. Але автори вирішили додати ще й сигнали білої речовини — своєрідних «кабелів», що з'єднують різні ділянки мозку.
Виявилося, що саме цими нервовими магістралями проходить величезна кількість інформації про емоції. Коли модель враховувала і сіру, і білу речовину одночасно, її точність помітно зростала.
Ще кілька років тому вважалося, що емоції народжуються головним чином в окремих структурах, наприклад у мигдалині. Нова робота показує складнішу картину: почуття не живе в одній ділянці мозку. Воно виникає завдяки узгодженій роботі цілої мережі, що об'єднує кору, таламус, лімбічну систему та нервові шляхи, що їх з'єднують.
Але виникає цікаве філософське питання.
Якщо комп'ютер здатен визначити, що людині тривожно чи радісно, чи означає це, що він «прочитав» її почуття?
Не зовсім.
Алгоритм розпізнає закономірності електричної активності, які зазвичай супроводжують певні переживання. Це схоже на прогноз погоди. За хмарами, вологістю та тиском можна майже безпомилково передбачити дощ, але самі прилади не відчувають ні запаху мокрої землі, ні прохолоди перших крапель.
Так само і тут. Штучний інтелект навчився передбачати емоції, але це ще не означає, що він знає, що таке радість, страх чи любов зсередини.
Для сучасної нейронауки це дуже важливий результат. Він добре узгоджується з теоріями предиктивної обробки, згідно з якими мозок постійно будує прогнози про те, що відбувається всередині організму та у зовнішньому світі. Емоції при цьому виникають не як окремі «кнопки щастя» чи «центри страху», а як результат безперервного порівняння очікувань мозку з тим, що відбувається насправді.
Дослідження має і обмеження. Усі учасники були пацієнтами з епілепсією, тому не можна автоматично переносити результати на все населення. Крім того, емоції оцінювали самі учасники, а режим реального часу вдалося перевірити поки що тільки у чотирьох осіб.
Проте робота показує, наскільки швидко розвивається галузь нейротехнологій. У майбутньому подібні системи можуть допомогти виявляти початок депресії, тривожного нападу чи емоційного зриву ще до того, як людина усвідомить, що відбувається. Це відкриває нові можливості для лікування психічних розладів.
Але одночасно виникає нове етичне питання: якщо технологія одного дня навчиться дуже точно розпізнавати наші емоції за активністю мозку, де має проходити межа між медичною допомогою та правом людини на недоторканність свого внутрішнього світу? Саме це питання, можливо, стане одним з головних викликів нейронауки в найближчі роки.
