Ученые научились моделировать активность мозга по движению глаз

Сотрудники Лаборатории психофизиологии эмоций и Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге провели эксперимент с участием 40 человек. Ученые измеряли электроэнцефалограмму (ЭЭГ) и движения глаз (айтрекинг) во время чтения и проверяли, можно ли с помощью искусственного интеллекта по одному сигналу смоделировать другой и спрогнозировать степень понимания текста. Исследование опубликовано в журнале Science Progress.

«Любые психофизиологические отклонения, которые мы видим по результатам тестирований, в дальнейшем могут указывать на наличие заболеваний. Например, с помощью айтрекинга можно предположить расстройство аутистического спектра. Это известный феномен: пациенты с РАС избегают зрительного контакта», — пояснил руководитель Лаборатории психофизиологии эмоций Владимир Косоногов.

Данные анализировали с помощью моделей машинного обучения. Искусственный интеллект воссоздавал картину мозговой активности по движениям глаз и наоборот, а также скорость чтения и глубину понимания текста. Исследование зафиксировало тесную связь между альфа-волнами мозга в зрительной зоне и движением глаз.

«Альфа-активность фиксируется в затылочной коре головного мозга, где расположены зрительные зоны. Логично, что айтрекинг в этой части лучше коррелирует с ЭЭГ», — добавил Владимир Косоногов.

При этом ЭЭГ оказалась лучшей метрикой для воссоздания скорости (95 %) и понимания текста (89 %), в то время как прогнозы на основе глазодвижения для этой задачи показали низкую точность. Однако именно айтрекинг эффективен для выявления слов, на которых взгляд задерживается дольше всего.

Выявленные учеными взаимосвязи облегчат проведение полевых исследований, где использование электроэнцефалографа затруднено. В дальнейшем команда планирует проанализировать особенности движения глаз при чтении эмоционально окрашенных текстов. Это поможет в изучении нейрофизиологических феноменов, клинических случаев тревожности и диагностике заболеваний, связанных с нарушением восприятия эмоций.