Algo-Faces reconstruced from Monkey Brainwaves

Vor drei Wochen erst bloggte ich über die visuelle Rekonstruktion von Gedanken anhand von EEG-Aufzeichnungen, mit denen man Neural Networks trainiert und die ein jetzt bereits besseres Ergebnis abliefern, als „herkömmliche Telepathie-Verfahren“.

Jetzt haben Wissenschaftler zwei Makaken-Affen 2000 Gesichter gezeigt, deren Hirnwellen gemessen, die Neuronen identifiziert, die für Gesichtserkennung zuständig sind – und damit haben sie dann einen sogenannten „Face-Space“ im Affenhirn ermittelt. Und anhand dieser nur 200 Hirnzellen in diesem „Face-Space“ konnten sie nicht nur die von den Affen gesehenen Gesichter nahezu identisch per Algorithmus rekonstruieren, sondern sie gehen auch davon aus, dass man mit der gezielten Stimulation der Neuronen im „Face-Space“ das „Sehen von Gesichtern“ auslösen kann, ohne irgendeinen externen Lichtreiz.

Der Erkenntnisgewinn der Studie ist, dass Gesichtserkennung anscheinend nicht, wie angenommen, über eine Art Meta-Information „Gesicht“ funktioniert, sondern die Gesichtserkennung tatsächlich jedes mal im „Face-Space zusammengepuzzelt“ wird.

DiscoverMag: Algorithm Accurately Reconstructs Faces From A Monkey’s Brain Waves
Paper: The Code for Facial Identity in the Primate Brain

When you see a face, what indicates that it is, indeed, a face? The question has vexed neuroscientists for quite some time, especially because humans seem to be so darn good at recognizing faces — not just in other people, but on sandwiches, in car grills, and even on other planets. The phenomenon even has a name, pareidolia. It is thought that our brain’s ability to conjure faces from random objects is due to something called configural processing—a face is more than the sum of its parts. We don’t need to put together the various components of a face — eyes, nose, ears — we just recognize one when we see it.

New research from the California Institute of Technology presents a challenge, or at least a wrinkle, to this understanding of facial recognition. Working with macaques, the researchers say they identified a small group of neurons that are specialized to pick out individual features of faces and assemble them into a single image. Using EEG caps, they watched as the monkeys looked at a series of 2,000 different faces and recorded which neurons were active in the so-called “face space” of their brains. They could even pinpoint specific neurons that corresponded to different features. In all, they assembled a library of about 200 neurons that work to piece together facial features.

The real test of their work, however, came when they worked backwards, reassembling faces using only information from firing neurons. With data on how the facial feature neurons fired, they rebuilt uncannily accurate versions of the faces. You can see the resemblance in the image above, from the study published Thursday in Cell.. The reconstructed faces look almost exactly like the faces seen. The image is stark proof that primate brains’ break faces apart into tiny, digestible pieces as part of the process of recognition.