Εκφράσεις Προσώπου Μυών Αναλύονται με Τεχνητή Νοημοσύνη

Σύμφωνα με το Nature, μια ομάδα ερευνητών έχει χρησιμοποιήσει πρόσφατα τη τεχνητή νοημοσύνη για να αναλύσει και να ερμηνεύσει τις εκφράσεις προσώπου των ποντικών. Τα ποντίκια είναι κάτι από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα εργαστηριακά ζώα, αλλά λίγα είναι γνωστά για το πώς εκφράζουν τον εαυτό τους με το πρόσωπό τους. Η έρευνα μπορεί επίσης να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν ποια νευρώνες επηρεάζουν συγκεκριμένες εκφράσεις προσώπου στους ανθρώπους.

Η μελέτη των εκφράσεων των ζώων είναι μια παλιά ιδέα, αλλά μια σχετικά νέα επιστήμη. Ο Δαρβίνος αρχικά υπέθεσε ότι οι εκφράσεις προσώπου των ζώων μπορεί να μας δώσουν μια γνώση για τα συναισθήματά τους, αλλά μόνο πρόσφατα η επιστήμη και η τεχνολογία έχουν προχωρήσει στο σημείο όπου είναι δυνατό να μελετηθούν αυτές οι εκφράσεις και τα συναισθήματα.

Ο David Anderson, νευροεπιστήμονας στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας στο Πασαντένα, εξήγησε ότι η μελέτη ήταν ένα σημαντικό βήμα στην απομυθοποίηση του πώς ο εγκέφαλος εκφράζει certains συναισθήματα και πώς αυτά τα συναισθήματα μπορεί να εκφραστούν στους μυς του προσώπου. Εν τω μεταξύ, η Nadine Gogalla, νευροεπιστήμονας στο Ινστιτούτο Νευροβιολογίας Max Planck στη Γερμανία, εξήγησε τον λόγο πίσω από τη μελέτη. Η Gogalla ηγήθηκε της μελέτης και ενέπνευσε από ένα έγγραφο του 2014 που γράφτηκε από τον Anderson και τους συναδέλφους του. Στο έγγραφό τους, ο Anderson και οι συνάδελφοί του υπέθεσαν ότι τα συναισθήματα και άλλες καταστάσεις του εγκεφάλου πρέπει να εμφανίζουν certains μετρήσιμες ιδιότητες, θεωρώντας ότι η δύναμη του ερεθίσματος πρέπει να επηρεάσει τη σοβαρότητα του συναισθήματος και ότι τα συναισθήματα πρέπει να είναι διαρκή, συνεχίζοντας ακόμη και μετά το ερέθισμα που τα προκάλεσε.

Όπως εξήγησε το Inverse, η Gogolla και οι άλλοι ερευνητές βίντεο τα πρόσωπα των ποντικών καθώς εκτέθηκαν σε διάφορα ερεθίσματα, τόσο ευχάριστα όσο και δυσάρεστα. Για παράδειγμα, τους δόθηκαν είτε πικρά είτε γλυκά υγρά. Οι ερευνητές δήλωσαν ότι τα ποντίκια μπορούν να αλλάξουν τις εκφράσεις τους τροποποιώντας τις δομές του προσώπου όπως τη μύτη, τα μάτια, τα αυτιά και τις παρειές. Ωστόσο, δεν υπήρχε ένας τρόπος για να συνδέσετε εύκολα τις διαφορετικές εκφράσεις προσώπου με διαφορετικά συναισθήματα. Η ομάδα έρευνας αντιμετώπισε αυτό το πρόβλημα λαμβάνοντας τα βίντεο των προσώπων των ποντικών και τα χωρίζοντας σε μικρά κλιπ, τα οποία στη συνέχεια εισήχθησαν σε einen αλγόριθμο μάθησης με τη βοήθεια της μηχανής.

Η Camilla Bellone στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης στην Ελβετία, λέει ότι η μέθοδος της τεχνητής νοημοσύνης για την εξέταση των εκφράσεων προσώπου είναι πολύτιμη “διότι αποφεύγει τις προκαταλήψεις του ερευνητή”.

Ο αλγόριθμος της τεχνητής νοημοσύνης ήταν σε θέση να αναγνωρίσει τις διάφορες εκφράσεις προσώπου των ποντικών, καθώς η κίνηση των διαφορετικών μυών του προσώπου συσχετίζεται με διαφορετικά συναισθήματα. Ένα ποντίκι δείχνει ότι βιώνει ευχαρίστηση τραβώντας το σαγόνι και τα αυτιά του μπροστά και τραβώντας την άκρη της μύτης του προς τα κάτω προς το στόμα. Επιπλέον, όταν αναλύθηκαν οι εκφράσεις που εμφανίστηκαν ως απάντηση στα ερεθίσματα, η ομάδα έρευνας βρήκε ότι οι εκφράσεις ήταν και διαρκείς και συσχετιζόμενες με τη δύναμη του ερεθίσματος, όπως ο Anderson και οι συνάδελφοί του είχαν υποθέσει.

Η ομάδα των ερευνητών στη συνέχεια χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται οπτογενετική για να προσπαθήσουν και να καθορίσουν ποια κύτταρα του εγκεφάλου είναι υπεύθυνα για αυτά τα συναισθήματα. Η ομάδα έρευνας εξέτασε τους ατομικούς νευρωνικούς κύκλους που συνδέονται με συγκεκριμένα συναισθήματα στα ζώα. Όταν αυτοί οι κύκλοι ερεθίστηκαν, τα ποντίκια έκαναν τις αντίστοιχες εκφράσεις προσώπου.

Η ομάδα έρευνας χρησιμοποίησε επίσης μια τεχνική που ονομάζεται διφωτονική απεικόνιση ασβεστίου, η οποία μπορεί να παρακολουθήσει ατομικά νευρώνες. Χρησιμοποιώντας αυτή τη τεχνική, ταυτοποίησαν νευρώνες στον εγκέφαλο των ποντικών που ενεργοποιούνταν μόνο όταν συγκεκριμένες εκφράσεις προσώπου, και επομένως συναισθήματα, ήταν παρόντα. Η Gogolla υπέθεσε ότι αυτοί οι νευρώνες μπορεί να αντιπροσωπεύουν μέρος ενός κωδικοποίησης συναισθημάτων στον εγκέφαλο, μια κωδικοποίηση που είναι πιθανό να διατηρηθεί καθ’ όλη τη διάρκεια της εξελικτικής ιστορίας των θηλαστικών, και επομένως τα ποντίκια και οι άνθρωποι μπορεί να μοιράζονται κάποια κοινά χαρακτηριστικά σε αυτήν την κωδικοποίηση.