Специалисты НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург, используя искусственный интеллект, выявили стабильную корреляцию между движением глаз и активностью мозга. В будущем это достижение может способствовать более точной диагностике болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и расстройств аутистического спектра (РАС). Исследование опубликовано в журнале Science Progress.
В Санкт-Петербурге, в Лаборатории психофизиологии эмоций и Институте когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ, был проведен эксперимент с участием 40 добровольцев. Исследователи фиксировали электроэнцефалограмму (ЭЭГ) и отслеживали движения глаз (с помощью айтрекинга) в процессе чтения, чтобы выяснить, возможно ли с помощью искусственного интеллекта, анализируя один тип данных, воссоздать другой и оценить уровень понимания текста.
«Результаты тестирований, демонстрирующие психофизиологические отклонения, потенциально могут свидетельствовать о наличии заболеваний. Так, айтрекинг позволяет предположить расстройство аутистического спектра. По мнению Владимира Косоногова, руководителя Лаборатории психофизиологии эмоций НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург, это хорошо известный факт: у пациентов с РАС наблюдается тенденция к избеганию зрительного контакта.
Анализ данных проводился с использованием моделей машинного обучения. Искусственный интеллект реконструировал картину мозговой активности, основываясь на движениях глаз, и наоборот, а также учитывал скорость чтения и степень осмысления текста. В ходе исследования была отмечена выраженная взаимосвязь между альфа-волнами мозга в зрительной области и движениями глаз.
«По словам Владимира Косоногова, альфа-ритм регистрируется в затылочной части головного мозга, где находятся зрительные центры. В связи с этим, отслеживание движений глаз в этой области демонстрирует более тесную взаимосвязь с электроэнцефалограммой.
Электроэнцефалография (ЭЭГ) продемонстрировала наилучшие результаты при оценке скорости чтения (95%) и понимании текста (89%), в отличие от прогнозов, основанных на анализе движений глаз, которые оказались менее точными. Вместе с тем, отслеживание движений глаз оказалось полезным для определения слов, на которых наблюдается наибольшая длительность фиксации взгляда.
Установленные исследователями связи упростят проведение полевых изысканий, поскольку применение электроэнцефалографа в таких условиях затруднено. В дальнейшем ученые намерены изучить особенности движения глаз во время чтения текстов, несущих эмоциональную нагрузку. Это позволит глубже понять нейрофизиологические процессы, рассмотреть клинические проявления тревожности и разработать методы диагностики заболеваний, характеризующихся отклонениями в восприятии эмоций.
Информация предоставлена пресс-службой НИУ ВШЭ