نموذج الشبكة العصبية يوفر رؤى حول اضطراب الطيف الذكري

استخدم فريق من الباحثين في جامعة توهوكو نموذجًا للشبكة العصبية يُكرر الدماغ على الكمبيوتر لاكتساب رؤى حول سبب صعوبة الأشخاص الذين يعانون من اضطراب الطيف الذكري في تفسير التعبيرات الوجهية.

نشرت الدراسة في مجلة تقارير علمية في 26 يوليو 2021.

التعرف على العواطف المختلفة

يوتا تاكاهاشي هو أحد مؤلفي الورقة.

“يتعرف البشر على عواطف مختلفة، مثل الحزن والغضب من خلال النظر إلى التعبيرات الوجهية. ومع ذلك، لا يزال هناك القليل من المعرفة حول كيفية تعرفنا على عواطف مختلفة بناءً على المعلومات البصرية للتعبيرات الوجهية،” قال تاكاهاشي.

“من غير الواضح أيضًا ما هي التغييرات التي تحدث في هذا العملية والتي تؤدي إلى صعوبة الأشخاص الذين يعانون من اضطراب الطيف الذكري في قراءة التعبيرات الوجهية،” продолжил تاكاهاشي.

نظرية المعالجة التنبؤية

استند فريق البحث إلى نظرية المعالجة التنبؤية، التي تقول إن الدماغ يتنبأ باستمرار بالتحفيز الحسي التالي. عندما يكون التنبؤ خاطئًا، يعدل الدماغ نفسه، وتساعد المعلومات الحسية مثل التعبيرات الوجهية في تقليل خطأ التنبؤ.

استخدم نموذج الشبكة العصبية الاصطناعية الذي طوره الفريق نظرية المعالجة التنبؤية، وتمكن من إعادة إنتاج عملية التطور. قام بذلك من خلال تدريبه على التنبؤ بكيفية تحرك أجزاء الوجه في مقاطع فيديو للتعبيرات الوجهية.

الخطوة التالية كانت لتجميع مجموعات العواطف في مساحة العصبونات العليا في نموذج الشبكة العصبية. في الوقت نفسه، لم يكن النموذج يعرف أي عاطفة يتوافق معها التعبير الوجهي في الفيديو.

كان النموذج أيضًا قادرًا على تعميم التعبيرات الوجهية غير المعروفة التي لم يتم توفيرها في التدريب، بالإضافة إلى إعادة إنتاج حركات أجزاء الوجه مع تقليل أخطاء التنبؤ.

صورة: يوتا تاكاهاشي وآخرون

ثم أثار الفريق من الباحثين شذوذًا في أنشطة العصبونات أثناء التجارب، مما ساعد في تقديم رؤى حول الآثار على تطور التعلم والخصائص المعرفية. أظهرت التجارب أن قدرة التعميم انخفضت في النموذج الذي تم تقليل تباين النشاط في السكان العصبي. هذا يشير إلى أن تكوين مجموعات العواطف في العصبونات العليا تم تثبيطه، وأدى إلى نموذج الشبكة العصبية الذي يميل إلى الفشل في تحديد عاطفة التعبيرات الوجهية غير المعروفة، وهو أيضًا أحد أعراض اضطراب الطيف الذكري.

يقول تاكاهاشي إن الدراسة تشير إلى أن نظرية المعالجة التنبؤية يمكن أن تفسر التعرف على العواطف من التعبيرات الوجهية باستخدام نموذج الشبكة العصبية.

“نأمل أن نوسع فهم عملية التعرف على العواطف التي يتعلمها البشر وخصائص الأشخاص الذين يعانون من اضطراب الطيف الذكري،” قال تاكاهاشي. “ستساعد الدراسة على تقدم تطوير أساليب التدخل المناسبة للأشخاص الذين يجدون صعوبة في تحديد العواطف.”