Expressions Faciales De Souris Analysées Avec L’Intelligence Artificielle

Selon Nature, une équipe de chercheurs a récemment utilisé l’intelligence artificielle pour analyser et interpréter les expressions faciales de souris. Les souris de laboratoire sont parmi les animaux de laboratoire les plus couramment utilisés, mais on sait peu de choses sur la façon dont elles s’expriment avec leur visage. La recherche pourrait également aider les scientifiques à comprendre quels neurones impactent des expressions faciales spécifiques chez les humains.

L’étude des expressions animales est une idée ancienne, mais une discipline relativement nouvelle. Darwin a initialement hypothétisé que les expressions faciales des animaux pourraient nous donner des informations sur leurs émotions, mais ce n’est que récemment que la science et la technologie ont progressé au point où il est possible d’étudier de telles expressions et émotions.

David Anderson, neuroscientifique à l’Institut de technologie de Californie à Pasadena, a expliqué que l’étude était une étape importante pour démystifier la façon dont le cerveau manifeste certaines émotions et la façon dont ces émotions pourraient être exprimées dans les muscles faciaux. Pendant ce temps, Nadine Gogalla, neuroscientifique à l’Institut Max Planck de neurobiologie en Allemagne, a expliqué la raison derrière l’étude. Gogalla a mené l’étude et a été inspirée par un article de 2014 rédigé par Anderson et ses collègues. Dans leur article, Anderson et ses collègues ont hypothétisé que les émotions et d’autres états cérébraux devraient afficher certaines caractéristiques mesurables, théorisant que la force du stimulus devrait avoir un impact sur la gravité de l’émotion et que les émotions devraient être persistantes, se poursuivant même après que le stimulus responsable de ces émotions ait pris fin.

Comme l’a expliqué Inverse, Gogolla et les autres chercheurs ont filmé les visages de souris alors qu’elles étaient exposées à une variété de stimuli, agréables et désagréables. Par exemple, on leur a donné des liquides amers ou sucrés. Les chercheurs ont déclaré que les souris peuvent modifier leurs expressions en changeant les structures faciales comme le nez, les yeux, les oreilles et les joues. Cependant, il n’y avait pas de méthode pour relier facilement les différentes expressions faciales à des émotions différentes. L’équipe de recherche a résolu ce problème en prenant les vidéos des visages de souris et en les divisant en courts extraits, qui ont ensuite été introduits dans un algorithme d’apprentissage automatique.

Camilla Bellone, à l’Université de Genève en Suisse, dit que la méthode d’examen des expressions faciales basée sur l’IA est précieuse « car elle évite les préjugés de l’expérimentateur ».

L’algorithme d’IA a été capable de reconnaître les différentes expressions faciales des souris, car les mouvements de différents muscles faciaux sont corrélés avec différentes émotions. Une souris montre qu’elle ressent du plaisir en tirant sa mâchoire et ses oreilles en avant et en tirant le bout de son nez vers le bas vers la bouche. De plus, lors de l’analyse de la façon dont les expressions se manifestaient en réponse aux stimuli, l’équipe de recherche a constaté que les expressions étaient à la fois persistantes et corrélées avec la force du stimulus, exactement comme Anderson et ses collègues l’avaient théorisé.

L’équipe de recherche a ensuite utilisé une technique appelée optogénétique pour essayer de déterminer quels neurones sont responsables de ces émotions. L’équipe de recherche a examiné les circuits neuronaux individuels associés à certaines émotions chez les animaux. Lorsque ces circuits ont été stimulés, les souris ont fait les expressions faciales correspondantes.

L’équipe de recherche a également utilisé une technique appelée imagerie au calcium à deux photons, qui peut suivre les neurones individuels. En utilisant cette technique, ils ont identifié des neurones dans le cerveau des souris qui se sont activés uniquement lorsque certaines expressions faciales, et donc émotions, ont été observées. Gogolla a théorisé que ces neurones pourraient représenter une partie d’un codage des émotions dans le cerveau, un codage qui pourrait être conservé tout au long de l’histoire évolutive des mammifères, et donc les souris et les humains pourraient partager certaines caractéristiques communes dans ce codage.