607web.nl

Dromen uitlezen met fMRI

Ik wel eens gewenst dat ik m'n dromen op kon nemen. Ik kan me ook herinneren dat een apparaat waarmee dit kon wel eens is uitgevonden in verhaaltjes van Dagobert Duck. Toen ik op de Universiteit Utrecht de cursus Sensation & Perception volgde kwam ik erachter dat de werkelijkheid dichterbij is dan ik dacht. In dit artikel vat ik een onderzoek samen waarbij door middel van breinactiviteitmetingen de inhoud van dromen is voorspeld.

Het onderzoek in kwestie is van Horikawa, Tamaki, Miyawaki en Kamitani, en is in 2013 in Science verschenen onder de titel Neural Decoding of Visual Imagery During Sleep. De auteurs hebben het onderzoek uitgevoerd met drie Japanse mannen. Deze mannen hadden een vermoeiende taak: ze moesten in een fMRI-scanner gaan liggen en in slaap vallen, als ze dat konden. Zodra ze echter eventjes sliepen en een EEG-scan uitsloeg, werden ze weer wakker gemaakt. Als de participant zich een droom herinnerde werd hem gevraagd die te beschrijven. Dit gebeurde bij ongeveer driekwart van de ontwakingen. De participant mocht dan weer in slaap vallen.
Dit werd herhaald, gedurende meerdere dagen, totdat van elke participant tenminste twééhónderd droomverslagen verkregen waren. Nu begrijp je waarom ik een slaapexperiment vermoeiend noemde…

Alle woorden in de verslagen die op visuele inhoud sloegen werden in het Engels vertaald en gemapt naar WordNet. Waarschijnlijk hebben de meesten van jullie WordNet nog nooit gebruikt, maar het is eigenlijk gewoon een woordenboek voor computers. Om verschillende betekenissen van dezelfde woordvorm niet samen te nemen, maar synoniemen juist wel, werkt WordNet niet met woorden maar met synsets, die betekenissen weergeven inclusief alle synoniemen. Synsets die vaak voorkwamen in de verslagen van de participanten werden meegenomen in de rest van het experiment, voor die participant.
Wat mij opviel is dat twee van de drie participanten heel vaak droomden over karakters – als in geschreven symbolen om spraak te representeren. Ik geloof niet dat ik daar ooit over droom… maar misschien is het voor Japanners anders, omdat ze zo ontiegelijk veel karakters gebruiken?

Vervolgens werden met behulp van ImageNet, een database bestaande uit een grote verscheidenheid aan afbeeldingen die de zelfstandig naamwoorden uit WordNet representeren, 240 afbeeldingen per meegenomen synset geprepareerd. Verdeeld over verschillende sessies moesten de participanten naar elk van de 240 afbeeldingen voor elke synset kijken. Wat je al niet doet voor de wetenschap…

Nu komt een stuk kunstmatige intelligentie kijken: er werden lineaire supportvectormachines getraind op fMRI-data van het kijken naar de afbeeldingen. In eerste instantie werd binaire classificatie gedaan, dus werd een SVM getraind op afbeeldingen behorende bij slechts twee synsets, en moest die SVM dan op basis van fMRI-data van een slaaptrial raden welke van de twee synsets gerapporteerd was. De prestatie hierop was 60%, iets boven kansniveau, dus. Eerder waren al classificeerders getraind op enkel de kijkdata en enkel de slaapdata, en als alleen de synsetparen die daar in beide gevallen goed gescheiden konden worden werden meegenomen, ging de prestatie omhoog naar 70%. Bovendien ging het nog beter als de gebruikte paren in verschillende metacategorieën vielen (bijvoorbeeld man en auto en niet man en vrouw).
Vervolgens werden verschillende van deze SVMs gecombineerd om voor gegeven slaapdata aan elke synset een waarschijnlijkheid toe te kennen. 18 van de 60 synsets werden boven kansniveau gedetecteerd.

Eigenlijk zijn de resultaten dus nog niet heel denderend, maar het is wel duidelijk dat er een overeenkomst is tussen breinactiviteit bij het kijken naar afbeeldingen en breinactiviteit tijdens dromen!

In 2017 is het onderzoek hiernaar uitgebreid, maar het is nog steeds een kwestie van 'boven kansniveau', en niet veel beter dan dat. Dus de dromenrecorder van Willie Wortel blijft nog even bij een droom!

Dit stuk is oorspronkelijk geschreven voor de AiAiAi, het verenigingsblad van studievereniging U.S.C.K.I. Incognito. Het is enigszins aangepast om geen dingen te noemen die alleen in die context relevant waren.

Zie voor mijn ervaringen met dromen dit artikel!