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, 2011-10-02[14:33], 조회 : 713, 추천 : 149
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Scientists reconstruct brain images into video

Jack Gallant and Shinji Nishimoto in Gallant's lab, were able to "read the mind" by deciphering and rebuilding the human visual experience.

Researchers at the University of California, Berkeley have developed an algorithm that can be applied to functional magnetic resonance imaging (fMRI) to reconstruct YouTube videos from viewers' brain activity, World Bulletin has reported.

Jack Gallant, study leader and a UC Berkeley neuroscientist, and Shinji Nishimoto, a post-doctoral researcher in Gallant's lab, were able to "read the mind" by deciphering and rebuilding the human visual experience.

However, they were also careful to point out that any technology that allows us to read each other's thoughts and intentions are at least decades away.

The study, which appears in Current Biology this week, marks the first time that anyone has used brain imaging to determine what moving images a person is seeing. It could help researchers model the human visual system on a computer, and it raises the tantalizing prospect of one day being able to use the model to reconstruct other types of dynamic imagery, such as dreams and memories.

Jack Gallant, a UC Berkeley neuroscientist and coauthor of the study, described the results as a "major leap toward reconstructing internal imagery," adding that "we are opening a window into the movies in our minds," the website reported.

"Once we had this model built, we could read brain activity for that subject and run it backwards through the model to try to uncover what the viewer saw," added Gallant.

"If you can decode movies people saw, you might be able to decode things in the brain that are movie-like but have no real-world analog, like dreams," Gallant said.

"The brain isn't just one big blob of tissue. It actually consists of dozens, even hundreds of modules, each of which does a different thing," noting, Gallant hope to look at more visual modules, and try to build models for every single part of visual system.

Whether the technology could also be used to watch people's dreams or memories -- even intentions -- depends on how close those abstract visual experiences are to the real thing. "We simply don't know at this point. But it's our next line of research," noted Gallant.

Shinji Nishimoto, a neuroscientist in Gallant's lab and the study's lead author, said the results shed light on how the brain understands and processes visual experiences.

"We need to know how the brain works in naturalistic conditions," Nishimoto said in a statement. "For that, we need to first understand how the brain works while we are watching movies."

"Our natural visual experience is like watching a movie," explained Shinji Nishimoto. "In order for this technology to have wide applicability, we must understand how the brain processes these dynamic visual experiences," he added.

Ultimately, Nishimoto said, scientists need to understand how the brain processes dynamic visual events that we experience in everyday life.

"딱 들켰어, 네 생각"… 뇌파 분석 가능

'이 사람의 뇌 속엔 도대체 무슨 생각이 담겨 있을까. 뇌를 해부해서라도 한번 알아보고 싶다.' 누구나 상상해 봤음직한 일이다. 굳이 해부라는 살벌한 과정을 거치지 않더라도 이 꿈을 실현시켜 주는 '마음 읽는 기계'가 속속 등장하고 있다. 물론 우려도 있다. 사람이 마음을 들켜 버린다는 것은 심각한 일이기 때문이다.

미국 버클리대의 뇌과학자 잭 갈란트 교수팀은 인간의 마음 속 영상을 컴퓨터로 재현하는 기술을 개발, 최근 학술지 커런트 바이올로지에 그 실험 과정과 결과를 담은 논문을 게재했다. 이 기술이 발전되면 인간의 마음 속을 영상으로 재구성는 것도 가능해진다고 하니, 놀랄 일이다.

연구진은 3명의 연구원에게 기능성 자기공명영상(fMRI) 장치에 들어가 몇 시간 동안 동영상을 보게 했다. 그러면서 특정 영상을 볼 때 뇌의 어느 부위에 피가 몰리는지를 알아냈다. 이를테면 뾰족한 물체를 볼 때와 둥근 물체를 볼 때 각각 달리 나오는 뇌신호를 파악한 것이다. 이를 기반으로 뇌신호가 오면 미리 입력된 동영상 데이터베이스에서 비슷한 모양의 물체가 나오는 영상을 골라내는 컴퓨터 프로그램을 개발했다. 이 프로그램은 데이터베이스에서 뇌신호에 가장 잘 맞는 100편의 동영상을 추려내 합성, 하나의 영상을 만들었다. 연구진은 "매우 제한적이긴 하지만 우리 마음 속 영상을 재현하는 창을 열었다는 점에서 의의가 있다"고 말했다.

지난해에는 영국에서 이와는 다른 접근법으로 마음 읽는 기계를 만들었다. 케임브리지대 피터 로빈슨 교수가 개발한 이 기계는 사람의 표정과 몸짓, 목소리 등을 통해 마음을 분석하고 추론한다. 비디오 카메라로 찍힌 사람의 눈썹이나 입꼬리 등을 컴퓨터가 분석, 심리적 상태를 읽어내는 것이다.

한국 연구진도 이와 비슷한 원리의 기계를 2009년에 만들었다. 포스텍 컴퓨터공학과 김대진 교수팀은 미세한 표정을 과장된 표정으로 변환할 수 있는 모션 증폭 기술을 이용, 기계가 사람의 미세한 표정까지 인식할 수 있는 기술을 개발했다. 김 교수팀이 개발한 기술은 최근 영국의 대중 과학잡지 뉴 사이언티스트에서 "사람이 아무리 미세한 표정을 짓더라도 기계가 그것을 읽어낼 수 있는 날이 곧 온다"는 내용으로 소개됐다.

이 기술은 현재 디지털카메라 등에 활용되고 있는 스마일샷(웃으면 자동으로 사진이 촬영되는 기능)과 비슷하지만 스마일샷은 극단적으로 과장된 표정만 인식하는 반면, 미세한 표정까지 알아챈다는 점이 다르다.

김 교수팀은 이 기술로 20명을 대상으로 얼굴 위 27개 특징점의 표정 변화에 따른 움직임을 이용해 표정을 읽어내는 실험을 실시한 결과 88%의 성공률을 보였다.

미국 정부는 톰 크루즈가 주연한 영화 '마이너리티 리포트'(범죄 예방 시스템을 구축해 누군가 죄를 지을 것을 예상, 미리 범인을 잡는 내용)에 등장하는 시스템과 거의 비슷한 기계를 지난 2008년 개발해 시험 가동하기도 했다. 카메라와 센서 앞을 지나가는 사람의 심장박동수, 호흡, 체온 등을 체크해 악의를 지닌 테러리스트를 미리 찾아낸다는 것이 그 목적이다.

이처럼 사람의 범의를 미리 파악하는 정도는 아니지만 범죄를 저질렀는지 여부를 가리는 기계는 이미 널리 사용되고 있다. 바로 거짓말탐지기. 거짓말탐지기는 고의로 거짓말을 하려고 할 때 발각될지도 모른다는 염려 때문에 호흡, 피부전기반사, 혈압, 맥박 등의 신체적 변화가 일어나는데 이 변화를 분석해 거짓 여부를 가린다.

그러나 이런 기계들의 잇단 등장을 마냥 반길 수만은 없는 것은, 그것이 인간의 인권을 침해할 소지가 있기 때문이다. 미국의 과학철학자 제임스 캐런은 "이런 기계들은 인류의 생활을 편리하게 하려는 목적에서 탄생했다고 하더라도 원래 뜻과 달리 인간의 사상과 행동을 파헤치는 데 사용될 수 있다"며 "이는 개인의 비밀권과 인격권에 대한 심각한 침해"라고 지적한다. 그는 "기계가 정확하게 사람의 마음을 표현한 것인지에 대한 과학적 보장도 없으니 철저한 규제가 필요하다"고 강조한다.

네티즌들 사이에서는 인터넷 누설에 대한 우려도 나오고 있다. 한국의 한 네티즌은 "인터넷에서 주민등록번호는 물론 중요한 금융 정보까지도 해킹 당하는 현실을 볼 때 마음을 읽은 정보가 누설되지 않을 것이라는 보장도 없는 것 아니냐"며 거부감을 나타냈다



2011-10-02[14:33]
착한사람 : 글은 마음의창이라고 합니다. 마음을 나누어 주세요. 세상이 행복해 지도록!^^ 2011-10-02[14:33]

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