LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA) PUEDE DECODIFICAR PENSAMIENTOS

Es capaz de replicar imágenes de caras vistas o imaginadas por personas

Investigadores franceses han utilizado la Inteligencia Artificial para decodificar pensamientos y replicar en una red neuronal artificial las caras que veían o imaginaban personas mientras sus cerebros eran observados con imágenes de resonancia magnética.

En la imagen, la columna A refleja algunas de las caras presentadas a los sujetos de la investigación. La columna B presenta las caras reconstruidas por la IA a partir de los patrones cerebrales de los sujetos. La columna C representa las caras reconstruidas por un modelo clásico de IA. Crédito: © Rufin VanRullen & Leila Reddy.INSB.

Investigadores del Instituto de Ciencias Biológicas de la Universidad de Toulouse (Francia)  han utilizado la Inteligencia Artificial (IA) para descifrar la actividad cerebral registrada en imágenes por resonancia magnética funcional (FMRI) y reconstruido esas imágenes, vistas o imaginadas por personas, en una red neuronal artificial. 

Utilizaron una técnica de IA conocida como aprendizaje profundo para entrenar una red de neuronas artificiales a representar más de 200.000 caras de una base de datos de celebridades. 

El aprendizaje profundo es una técnica que imita la forma de aprendizaje humano utilizando algoritmos. Desarrolla otra forma de inteligencia artificial conocida como aprendizaje automático en la medida que incorpora complejidad al aprendizaje mecanizado. 

Las caras representadas en la red neuronal artificial tenían 1.024 expresiones diferentes, como diferentes niveles de sonrisa, cejas, colores de la piel, género, con las cuales la red artificial podía crear nuevas caras. 

Los investigadores recurrieron una nueva técnica de IA, la Red generativa antagónica (GAN), capaz de generar rostros de personas que no existen, para conseguir la multiplicación de las caras originales presentadas a la red neuronal artificial. 

GAN es capaz de esta proeza porque emplea dos redes neuronales para contrastar datos almacenados en ambas redes y generar a partir de esta combinación de información, caras con perfiles reales, ajustadas a los modelos originales. 

Dos redes neuronales comparadas  

En esta investigación, GAN permitió a los investigadores comparar dos redes neuronales diferentes: una era la red neuronal correspondiente a los participantes voluntarios en la investigación, y la otra red neuronal era la red artificial que tenía almacenadas las 200.000 caras originales con 1.024 expresiones diferentes. 

El acceso a la red neuronal biológica  lo obtenía GAN a través de las imágenes de la actividad cerebral obtenida de los voluntarios mediante FMRI, que muestra imágenes de las regiones cerebrales activas al ejecutar una tarea determinada (en este caso, ver una cara).

El sistema pudo comparar las imágenes de más de 8.000 caras presentadas a los voluntarios en el experimento, con las imágenes de caras representadas en la red neuronal artificial. A continuación, tradujo los patrones FMRI de los cerebros humanos y replicó las caras que veían los sujetos. 

El resultado fue sorprendente: las caras replicadas por la red neuronal artificial fueron reconocibles en más del 95 por ciento de los casos, superando la fiabilidad de modelos anteriores de reconstrucción de caras, que era del 85 por ciento. 

Una aportación adicional y no menos significativa de esta investigación es que ha permitido especificar las áreas del cerebro humano implicadas en el tratamiento de caras y, más particularmente, el tratamiento de género, que se sitúan en las zonas occipital y temporal.

También la imaginación 

Otro resultado relevante es que el sistema fue capaz de reconstruir caras aunque los voluntarios de la investigación no estuvieran viendo ninguna, sino solo imaginándola. En este caso, la fiabilidad de la red neuronal artificial fue del 80 por ciento. 

Los investigadores destacan en un comunicado que este sistema de IA, que puede leer y comprender la información sensorial presente en el cerebro, ayudará a resolver muchas cuestiones pendientes en neurociencia sobre el tratamiento neuronal de las caras. 

Consideran asimismo que este modelo de aprendizaje profundo de la IA puede compararse con las representaciones que realiza el cerebro humano para aprender, que usa la abstracción (concepto de cara) para construir conocimiento (nuevas caras) a partir de un concepto precedente. 

Añaden que descifrar información sensorial a partir de la actividad cerebral es un gran desafío tecnológico y un tema fundamental para la neurociencia del siglo XXI, y que su investigación representa un hito en este recorrido. 

Mientras que, en los últimos 15 años, los modelos clásicos han sido capaces de decodificar de manera confiable la actividad cerebral sobre objetos pertenecientes a diferentes categorías (caras vs casa, por ejemplo), no han conseguido diferenciar objetos de la misma categoría (caras sonriendo vs cara triste, por ejemplo), una barrera que el nuevo trabajo ha superado.

El trabajo investigativo titulado “Reconstructing faces from  fMRI patterns using Deep generative neural networks”, Rufin VanRullen, Leila Reddy se encuentra en Communications Biology, Volume 2, Article number: 193 (2019). DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-019-0438-y - 21 de mayo de 2019.

FUENTE: TENDENCIAS 21 / Tendencias Científicas -24 de mayo de 2019

Traducción libre de Soca

““ES LA SUSTENTABILIDAD DEL SER HUMANO LA QUE ESTÁ EN JUEGO”

Casi un millón de especies están en peligro de extinción, según el informe más importante de la última década sobre la biodiversidad en la Tierra.

El ecólogo forestal Aníbal Pauchard, que participó en su elaboración, dice que es urgente cambiar nuestra mirada sobre la naturaleza.

Aníbal Pauchard fue uno de los más de 550 expertos que participaron en la elaboración del informe mundial.

Los anfibios, los corales, los humedales; los insectos, los bosques tropicales, los tiburones.Todos están en peligro, pero no sólo ellos. Según confirmó el primer informe de esta década de la Plataforma Intergubernamental de Ciencia y Política sobre Biodiversidad y Servicios Ecosistémicos (IPBES), un órgano creado en 2012 bajo el alero de las Naciones Unidas, casi un millón de especies están en peligro de extinción.

La pérdida de la biodiversidad, que según sus datos está ocurriendo con una rapidez sin precedentes, tiene cinco culpables: el cambio climático, la explotación de los suelos, la caza, la contaminación y las especies invasoras.

El informe, que llevó tres años de trabajo e involucró a más de 550 expertos de todo el mundo, evaluó las condiciones de cada región del planeta — las Américas, Asia y el Pacífico, África y también Europa y Asia Central — sin entregar datos por países.

El doctor en Ecología Forestal, Aníbal Pauchard, académico de la Universidad de Concepción e investigador del Instituto Milenio de Ecología y Biodiversidad (IEB), participó en la elaboración del apartado dedicado a las Américas, evaluando el impacto que las invasiones biológicas tienen sobre los ecosistemas.

Para el científico chileno, uno de los grandes aportes de la publicación es reflejar el valor real de la biodiversidad, dejando en claro que es indispensable para el bienestar de las personas. Por ejemplo, el informe presenta cifras concretas sobre el valor económico que la naturaleza le genera al ser humano. Para las Américas, más de 24 billones de dólares al año, equivalente al PIB de la región. Lo preocupante es que el 65% de estas contribuciones estaría disminuyendo

“Lo que el informe trató de hacer, y encuentro que se logró, es cambiar la manera en que vemos la biodiversidad” — dice Pauchard,—“Eso es fundamental para no reducirla a una preocupación científica, y entender que es una pieza fundamental de la estructura social y económica. Ese cambio tiene bastante sentido, porque los científicos hemos estado más de 50 años tratando de convencer a la sociedad de que la biodiversidad es importante, pero no nos cree todavía. La sociedad no entiende que es la sustentabilidad del ser humano la que está en juego”. 

Una de las grandes propuestas del informe es revisar el sistema económico.

En ese sentido, nuestros hallazgos como IPBES mueven el piso, y dejan claro que no es posible hacer políticas sin modificar el sistema económico. El actual modelo extractivista no es sustentable desde el punto de vista de la biodiversidad; su impacto es tremendo. Por ejemplo, la escasez de agua por los cultivos intensivos agrícolas o forestales, o los relaves mineros. Qué tantos cambios se hagan va a depender de cómo cada sociedad logra un modelo que incluya a la biodiversidad dentro de la ecuación. No podemos seguir pensando que es algo accesorio.

“Nuestros hallazgos dejan claro que no es posible hacer políticas sin modificar el sistema económico. El actual modelo extractivista no es sustentable desde el punto de vista de la biodiversidad. Los cambios van a depender de cómo cada sociedad logra un modelo que incluya a la biodiversidad dentro de la ecuación”

Una de las mayores amenazas para el planeta, según el informe, son las especies invasoras. ¿En Chile también existe ese peligro? 
Chile, como casi todos los países de la región, tiene problemas complejos en ese sentido. Muchas de las especies que se han traído, como los salmones o algunas plantas, traen beneficios para la sociedad, pero si no se siguen protocolos de bioseguridad terminarán causando un impacto real.

En el país hay ejemplos de errores históricos, como la introducción del castor o del visón, que se trajeron para hacer peletería y se volvieron invasores.

Nuestro país, al estar en crecimiento económico, está explorando cultivos y formas de producir. Eso significa traer nuevas especies, pero es necesario hacer análisis de riesgo, que muchas veces son inexistentes

Con respecto a la pérdida de especies, ¿qué tan grave es nuestra situación?

Hay que entender que el hecho de que estén en peligro no significa que mañana van a estar extintas, sino que, si todo sigue igual, lo van a estar en cierta cantidad de años, que pueden ser 50 o cien.

Chile tiene varias especies que están súper complicadas, como algunos anfibios, los peces de agua dulce y algunas plantas, como el queule o las araucarias.

“En Chile hay sectores muy preocupados (por la biodiversidad), como la academia, las organizaciones ambientalistas y parte de las autoridades, pero todavía falta hacer un esfuerzo para que deje ser un tema biológico y pase a ser un tema país”.

¿Qué pasaría si desaparecieran?

La metáfora tradicional es la de un avión al que le vas sacando piezas, remaches o tornillos. ¿Cuántos tornillos puedes sacar sin que el avión se caiga? A menos que sea muy clave, perder una especie puede no ser tan grave. El tema es que generalmente vas perdiendo conjuntos de especies. Por ejemplo, si eliminas un árbol, también desaparecen los hongos, los insectos y las bacterias asociadas a él. El proceso puede ser escalonado e irse acelerando rápidamente. 

¿En Chile existe preocupación por solucionar estos problemas?
Creo que sí, pero no es transversal en la sociedad. Hay sectores muy preocupados, como la academia, las organizaciones ambientalistas y parte de las autoridades, pero todavía falta hacer un esfuerzo para que deje ser un tema biológico y pase a ser un tema país. No es fácil, pero esa es la meta. 

FUENTE: EXPLORA un programa CONICYT – La Ciencia y la Tecnología Acercando a la Comunidad - ANÍBAL PAUCHARD Dr. en Ecología Forestal 

Texto Rafaela Lahore