Wie das Gehirn Ihren Kunstgeschmack kreiert

Zusammenfassung: Mithilfe einer Kombination aus maschinellem Lernen und Neuroimaging-Daten haben Forscher eine neuronale Grundlage für die ästhetische Wertschätzung aufgezeigt.

Quelle: Kalifornisches Institut der Technologie

Man sagt, über Geschmack lässt sich nicht streiten. Aber was wäre, wenn Geschmack tatsächlich berechnet werden könnte, und was, wenn die Dinge, die die Buchhaltung übernehmen, die neuronalen Netzwerke in Ihrem Gehirn wären?

In einem neuen Artikel, erschienen in NaturkommunikationEin Forscherteam am Caltech hat gezeigt, wie sie die neuronale Grundlage ästhetischer Vorlieben bei Menschen mit einer Kombination aus maschinellem Lernen und Gehirn-Scanning-Geräten aufgedeckt haben.

Die Arbeit wurde im Labor von John O’Doherty, dem Fletcher-Jones-Professor für Neurowissenschaften am Caltech, durchgeführt und baut auf Forschungsergebnissen auf, die das Labor 2021 veröffentlichte. In dieser früheren Forschung trainierten Wissenschaftler einen Computer, um den Kunstgeschmack von Freiwilligen durch Fütterung vorherzusagen it-Daten darüber, welche Bilder den Freiwilligen gefallen und welche nicht. Mit genügend Training ist der Computer in der Lage, richtig zu erraten, ob eine Person zum Beispiel einen Monet oder einen Rothko wünscht.

Der Akt, ein Kunstwerk zu mögen oder nicht zu mögen, scheint so instinktiv zu sein und geschieht so augenblicklich und nahtlos in unserem Gehirn, dass sich wahrscheinlich nur wenige von uns die Zeit genommen haben, sich zu fragen, warum oder wie es passiert, aber ästhetische Vorlieben waren Gegenstand philosophischer Debatten für Hunderte von Jahren.

sagt Hauptautor Kiyohito Iigaya, früher bei Caltech und jetzt an der Columbia University.

„Das ist eigentlich eine sehr offene Frage, und wir wussten nicht wirklich, wie das Gehirn das schafft. Also fragten wir uns, ob wir es mit einer Methode der Computermodellierung verstehen könnten.“

Bei dieser Methode untersuchten Freiwillige im Laufe von vier Tagen Plaques (bis zu tausend), während ihr Gehirn mit einem funktionellen Magnetresonanztomographen (fMRT) gescannt wurde.

Gehirnscans und freiwillige Bewertungen der Gemälde wurden in einen maschinellen Lernalgorithmus eingespeist, zusammen mit der Ausgabe eines neuronalen Netzwerks, das darauf trainiert ist, die Gemälde auf Qualitäten wie Kontrast, Farben, Dynamik und Taktilität zu untersuchen (ob das Gemälde abstrakt oder realistisch ist). .

Die vom Team gesammelten Daten zeigten, dass Regionen innerhalb des visuellen Kortex, dem Teil des Gehirns, der visuelle Eingaben verarbeitet, für die Analyse dieser Merkmale verantwortlich sind. Ein Bereich an der Vorderseite des Gehirns, der als medialer präfrontaler Kortex (mPFC) bekannt ist, ist dafür verantwortlich, ihnen einen subjektiven Wert zuzuweisen.

Grundsätzlich zerlegt das Gehirn ein Kunstwerk in seine wesentlichen Qualitäten und entscheidet dann, ob diese Qualitäten zufriedenstellend sind oder nicht. Laut einer anderen Studie aus dem Labor von O’Doherty entscheidet das Gehirn auf dieselbe Weise, ob es Essen mag oder nicht. Diese Studie ergab, dass das Gehirn Lebensmittel nach ihrem Protein-, Fett-, Kohlenhydrat- und Vitamingehalt analysiert und dann bestimmt, ob diese Qualitäten zufriedenstellend sind.

„Sie fanden heraus, dass das Gehirn diese verschiedenen Nahrungsmerkmale integriert, um ein allgemeines Verlangen nach Nahrung zu erzeugen“, sagt Igaia. „Das ist tatsächlich eine Inspiration für unsere Arbeit.“

In ihrer Arbeit sagen die Forscher, dass ihre Ergebnisse darauf hindeuten, dass dieses System der „Wertekonstruktion“ das gesamte Gehirn durchdringen und viele Arten von Präferenzen erklären könnte.

„Ich finde es überraschend, dass dieses sehr einfache Rechenmodell für uns so große Präferenzunterschiede erklären kann“, sagt Igaia.

Über diese Neuigkeiten aus der Kunst- und Neurowissenschaftsforschung

Autor: Pressebüro
Quelle: Kalifornisches Institut der Technologie
Kommunikation: Pressestelle – Caltech
Bild: Das Bild ist gemeinfrei

Siehe auch

Ursprüngliche Suche: offener Zugang.
„Neuronale Mechanismen, die der hierarchischen Konstruktion des wahrgenommenen ästhetischen Werts zugrunde liegenVon Kiyohito Iigaya et al. Naturkommunikation

eine Zusammenfassung

Neuronale Mechanismen, die der hierarchischen Konstruktion des wahrgenommenen ästhetischen Werts zugrunde liegen

Es ist wenig darüber bekannt, wie das Gehirn den wahrgenommenen ästhetischen Wert komplexer Reize wie bildender Kunst berechnet.

Hier haben wir Computermethoden in Kombination mit funktioneller Neuroimaging verwendet, um den Nachweis zu erbringen, dass der ästhetische Wert eines visuellen Stimulus auf hierarchische Weise durch gewichtete Integration von Stimulusmerkmalen auf niedriger und hoher Ebene berechnet wird, die sich im frühen und späten visuellen Kortex befinden und sich ausdehnen zum parietalen und lateralen präfrontalen Kortex. .

Merkmalsrepräsentationen im parietalen und lateralen präfrontalen Kortex können wiederum verwendet werden, um einen ästhetischen Gesamtwert im medialen präfrontalen Kortex zu erzeugen.

Solche Berechnungen auf Gehirnebene sind nicht nur mit einem funktionsbasierten Mechanismus zur Wertkonstruktion kompatibel, sondern ähneln auch Berechnungen, die von einem Deep Convolutional Neural Network durchgeführt werden.

Somit beleuchten unsere Ergebnisse die Existenz eines allgemeinen neuronalen Berechnungsmechanismus zur schnellen und flexiblen Erstellung von Werturteilen über eine Reihe komplexer neuartiger Stimuli und Situationen hinweg.