تعبيرات الوجه للفئران تحليل باستخدام الذكاء الاصطناعي

وفقًا لما ذكرته مجلة نيتشر، استخدم فريق من الباحثين مؤخرًا الذكاء الاصطناعي لتحليل وتفسير تعبيرات الوجه للفئران. الفئران المختبرية هي واحدة من أكثر الحيوانات المختبرية شيوعًا، ولكن القليل يعرف عن كيفية تعبيرها عن نفسها بوجوهها. يمكن أن تساعد الدراسة أيضًا العلماء على فهم أي الخلايا العصبية تؤثر على تعبيرات الوجه الخاصة في البشر.

دراسة التعبيرات الحيوانية هي فكرة قديمة ولكنها ميدان جديد نسبيًا. افترض داروين في البداية أن تعبيرات الوجه الحيوانية قد توفر لنا رؤية حول مشاعرهم، ولكن فقط مؤخرًا تقدمت العلوم والتكنولوجيا إلى الحد الذي يمكننا من خلاله دراسة هذه التعبيرات والمشاعر.

أوضح ديفيد أندرسون، عالم أعصاب في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا، أن الدراسة كانت خطوة مهمة في كشف الغموض حول كيفية ظهور الدماغ لمشاعر معينة وكيف يمكن أن يتم التعبير عن هذه المشاعر في عضلات الوجه. في غضون ذلك، أوضحت نادين جوجولا، عالمة أعصاب في معهد ماكس بلانك لعلم الأعصاب في ألمانيا، المنطق وراء الدراسة. قادت جوجولا الدراسة وتم إلهامها ب ورقة عام 2014 كتبها أندرسون وزملاؤه. في ورقتهم، افترض أندرسون وزملاؤه أن المشاعر والحالات الدماغية الأخرى يجب أن تظهر سمات قابلة للقياس، وافترضوا أن قوة المحفز يجب أن تؤثر على شدة المشاعر وأن المشاعر يجب أن تكون مستمرة، وتستمر لفترة من الوقت حتى بعد انتهاء المحفز المسؤول عنها.

كما أوضحت مجلة إنفرس، قام جوجولا والباحثون الآخرون بتصوير وجوه الفئران أثناء تعرضهم لمحفزات متنوعة، ممتعة ومزعجة. على سبيل المثال، تم إعطاؤهم سوائل مرة أو حلوة. وأفاد الباحثون بأن الفئران يمكن أن تغير تعبيراتها عن طريق تغيير هياكل الوجه مثل الأنف والعيون والأذنين والخدين. ومع ذلك، لم يكن هناك طريقة سهلة لربط تعبيرات الوجه المختلفة بمشاعر مختلفة. تعامل الفريق مع هذه المشكلة عن طريق أخذ مقاطع الفيديو لأجسام الفئران وتقسيمها إلى مقاطع قصيرة، والتي تم بعد ذلك تغذيتها إلى خوارزمية تعلم الآلة.

تقول كاميلا بيلون في جامعة جنيف في سويسرا، إن الطريقة التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي لدراسة تعبيرات الوجه هي قيمة “لأنها تتجنب أي تحيزات للمختبر”.

كانت الخوارزمية قادرة على التعرف على تعبيرات الوجه المختلفة للفئران، حيث يتم ربط حركة عضلات الوجه المختلفة بمشاعر مختلفة. تُظهر الفأرة أنها تختبر اللذة عن طريق سحب فكها وأذنيه إلى الأمام وسحب طرف أنفها إلى الأسفل نحو الفم. وعلاوة على ذلك، عند تحليل كيفية ظهور التعبيرات استجابة للمحفزات، وجد فريق البحث أن التعبيرات كانت مستمرة ومرتبطة بشدة المحفز، كما افترض أندرسون وزملاؤه.

استخدم فريق البحث بعد ذلك تقنية تسمى البصريات الجينية لتحديد الخلايا العصبية المسؤولة عن هذه المشاعر. قام فريق البحث بفحص الدوائر العصبية الفردية المرتبطة بمشاعر معينة في الحيوانات. عندما تم تحفيز هذه الدوائر، قامت الفئران بتعبيرات الوجه المقابلة.

استخدم فريق البحث أيضًا تقنية تسمى التصوير الكالسيوم ذو الفوتونين، والتي يمكنها تتبع الخلايا العصبية الفردية. باستخدام هذه التقنية، حددوا الخلايا العصبية في أدمغة الفئران التي تنشط فقط عند ظهور تعبيرات الوجه المعينة، وبالتالي المشاعر. افترض جوجولا أن هذه الخلايا العصبية قد تمثل جزءًا من ترميز المشاعر في الدماغ، وترميز قد تم الحفاظ عليه على مدار التاريخ التطوري للثدييات، وبالتالي قد تشترك الفئران والبشر في بعض الميزات الشائعة في هذا الترميز.