Výrazy obličeje myší analyzovány pomocí umělé inteligence

Podle Nature, tým výzkumníků nedávno využil umělou inteligenci k analýze a interpretaci výrazů obličeje myší. Laboratorní myši jsou jedním z nejčastěji používaných laboratorních zvířat, ale málo se ví o tom, jak se vyjadřují svými obličeji. Výzkum může také pomoci vědcům pochopit, které neurony ovlivňují konkrétní výrazy obličeje u lidí.

Studium animálních výrazů je stará myšlenka, ale relativně nová disciplína. Darwin původně předpokládal, že animální výrazy obličeje mohou poskytnout informace o jejich emocích, ale teprve nedávno pokročila věda a technologie do té míry, že je možné studovat tyto výrazy a emoce.

David Anderson, neurovědec z Kalifornského technologického institutu v Pasadeně, vysvětlil, že studie byla důležitým krokem v odhalování toho, jak mozek projevuje určité emoce a jak tyto emoce mohou být vyjádřeny ve faciálních svalech. Mezitím Nadine Gogolla, neurovědkyně z Max Planckova institutu neurobiologie v Německu, vysvětlila racionální důvod studie. Gogolla vedla studii a byla inspirována článkem z roku 2014 napsaným Andersonem a jeho kolegy. V článku Anderson a jeho kolegové předpokládají, že emoce a další mozkové stavy by měly mít určitá měřitelná atributa, teorizují, že síla stimulu by měla ovlivnit závažnost emoce a že emoce by měly být perzistentní, pokračující i po skončení stimulu, který je způsobil.

Jak vysvětluje Inverse, Gogolla a další výzkumníci natočili obličeje myší, zatímco byly vystaveny různým stimulům, příjemným i nepříjemným. Například jim byly podány hořké nebo sladké tekutiny. Výzkumníci uvedli, že myši mohou měnit své výrazy obličeje měněním faciálních struktur, jako je nos, oči, uši a tváře. Nicméně, nebyla metoda, jak snadno spojit různé výrazy obličeje s různými emocemi. Výzkumný tým vyřešil tento problém tak, že rozdělil videa obličeje myší na krátké klipy, které byly poté zpracovány pomocí algoritmu strojového učení.

Camilla Bellone ze Švýcarské univerzity v Ženevě říká, že metoda založená na umělém inteligenci pro zkoumání výrazů obličeje je cenná, protože „vyhýbá se jakýmkoli předpojatostem experimentátora“.

Algoritmus umělém inteligence byl údajně schopen rozpoznat různé výrazy obličeje myší, protože pohyb různých faciálních svalů je korelován s různými emocemi. Myš ukazuje, že prožívá potěšení, když táhne čelist a uši dopředu a táhne špičku nosu dolů k ústům. Kromě toho, když analyzovali, jak se výrazy projevily v reakci na stimuly, výzkumný tým zjistil, že výrazy byly perzistentní a korelovaly se silou stimulu, stejně jako předpokládali Anderson a jeho kolegové.

Tým výzkumníků poté použil techniku nazvanou optogenetika, aby se pokusil určit, které mozkové buňky jsou zodpovědné za tyto emoce. Výzkumný tým prozkoumal jednotlivé neurální obvody spojené s určitými emocemi u zvířat. Když tyto obvody byly stimulovány, myši dělaly odpovídající výrazy obličeje.

Výzkumný tým také využil techniku nazvanou dvoufotonová vápenatá imagizace, která může sledovat jednotlivé neurony. Pomocí této techniky identifikovali neurony v mozcích myší, které se aktivují pouze tehdy, když jsou pozorovány určité výrazy obličeje, a tedy emoce. Gogolla předpokládá, že tyto neurony mohou představovat část kódování emocí v mozku, kódování, které je možná konzervováno po celé evoluční historii savců, a proto myši a lidé mohou sdílet některé společné rysy v tomto kódování.