Welke letters las u zonet? De MRI-scanner weet het

Een team in Nijmegen is er voor het eerst in geslaagd om bij iemand die een woord ziet, te achterhalen welke letters hij heeft gelezen, gegeven welke stukjes hersenschors er oplichten. De crux zit hem in een wiskundig model.

AMSTERDAM - Derek Ogilvie zal zijn vingers erbij aflikken: onderzoekers van de Radboud Universiteit hebben een methode ontwikkeld waarmee uit iemands hersenactiviteit afgeleid kan worden welke letters hij ziet.


Het aflezen gebeurt met behulp van een MRI-scanner die kijkt naar de visuele cortex, het hersengebied waar beeldinformatie wordt verwerkt. Daartoe worden kubusjes brein van 2×2×2 millimeter in de visuele cortex geanalyseerd. Deze kubusjes, zogenoemde voxels, lichten op als ze worden geactiveerd door visuele informatie.


Als een proefpersoon de letter G ziet, lichten andere voxels op dan bij de letter T. De MRI-scanner meet dus voor elke letter een ander activatiepatroon. Een algoritme kan uit deze patronen de letters reconstrueren die de proefpersoon in de scanner ziet. Het gaat om handgeschreven letters, in allerlei variaties, die alle door het systeem worden herkend.


'Het is geen gedachten lezen', zegt cognitief neurowetenschapper Marcel van Gerven van het Donders Instituut van de Radboud Universiteit. 'We reconstrueren perceptie, dus wat iemand ziet, niet wat hij denkt.' Een belangrijk verschil, omdat gedachten over 'alles' kunnen gaan en het analyseren van visuele informatie - letters in dit geval - het aantal mogelijkheden beperkt. Het algoritme is getraind op het herkennen van letters. Als een proefpersoon een afbeelding van een vliegtuig wordt voorgehouden, zal dat niet herkend worden.


Tot zover is er volgens Van Gerven nog niet veel nieuws onder de zon. 'We zijn niet de eersten die met MRI-scans beeldpatronen in de visuele cortex kunnen herkennen. Het is wel voor het eerst gelukt om met een wiskundig model het oorspronkelijke beeld met hoge kwaliteit te reconstrueren.'


Dit gebeurt door twee bronnen te combineren: de onderzoekers kijken in een gebiedje van duizend voxels hoe deze reageren op externe stimuli. Deze gegevens - de wat gruizige afbeeldingen hierboven - worden gecombineerd met voorkennis over de eigenschappen van letters. Door de data van de MRI-scan te vergelijken met deze 'kennis' kan worden herleid welke letters de proefpersoon waarneemt.


'We vermoeden dat het brein ook op deze manier werkt', zegt Van Gerven. 'Je kunt al die lijntjes en bochtjes niet begrijpen voor je hebt leren lezen. Pas als sprake is van een zekere context kun je letters onderscheiden.' De onderzoekers hopen met hun onderzoek meer te weten te komen over de werking van het brein. Hoewel het bedenken van praktische toepassingen niet het eerste doel is, ziet de onderzoeker wel mogelijkheden. 'Er is een relatie tussen perceptie en verbeelding. Je zou wellicht een reconstructie kunnen maken van een beeld dat iemand zich in gedachten voorstelt. Denk aan een getuige die zich de verdachte inbeeldt en dat je dat beeld dan kunt visualiseren. Maar dat is echt de verre toekomst.'

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden