Ekspresi Wajah Mencit Dianalisis dengan Kecerdasan Buatan

Menurut Nature, sebuah tim peneliti baru-baru ini menggunakan kecerdasan buatan untuk menganalisis dan menafsirkan ekspresi wajah mencit. Mencit laboratorium adalah salah satu hewan laboratorium yang paling umum digunakan, tetapi sedikit yang diketahui tentang bagaimana mereka mengekspresikan diri dengan wajah mereka. Penelitian ini juga dapat membantu ilmuwan memahami neuron mana yang mempengaruhi ekspresi wajah tertentu pada manusia.

Studi tentang ekspresi hewan adalah ide lama tetapi disiplin yang relatif baru. Darwin awalnya menghipotesiskan bahwa ekspresi wajah hewan mungkin memberikan kita wawasan tentang emosi mereka, tetapi baru-baru ini ilmu pengetahuan dan teknologi telah berkembang sehingga memungkinkan untuk mempelajari ekspresi dan emosi tersebut.

David Anderson, seorang neuroscientist di California Institute of Technology di Pasadena, menjelaskan bahwa penelitian ini adalah langkah penting dalam memahami bagaimana otak menampilkan emosi tertentu dan bagaimana emosi tersebut dapat diekspresikan dalam otot wajah. Sementara itu, Nadine Gogalla, seorang neuroscientist di Max Planck Institute of Neurobiology di Jerman, menjelaskan rasional di balik penelitian ini. Gogalla memimpin penelitian ini dan terinspirasi oleh sebuah makalah tahun 2014 yang ditulis oleh Anderson dan rekan-rekannya. Dalam makalah tersebut, Anderson dan rekan-rekannya menghipotesiskan bahwa emosi dan keadaan otak lainnya harus menampilkan atribut yang dapat diukur, menghipotesiskan bahwa kekuatan stimulus harus mempengaruhi tingkat keparahan emosi dan bahwa emosi harus bertahan, terus berlanjut bahkan setelah stimulus yang bertanggung jawab atasnya telah berakhir.

Seperti yang dijelaskan oleh Inverse, Gogolla dan peneliti lainnya merekam wajah mencit saat mereka terpapar pada berbagai stimulus, baik menyenangkan maupun tidak menyenangkan. Misalnya, mereka diberi cairan pahit atau manis. Peneliti menyatakan bahwa mencit dapat mengubah ekspresi mereka dengan mengubah struktur wajah seperti hidung, mata, telinga, dan pipi. Namun, tidak ada metode yang mudah untuk menghubungkan ekspresi wajah yang berbeda dengan emosi yang berbeda. Tim peneliti menangani masalah ini dengan mengambil video wajah mencit dan membaginya menjadi klip pendek, yang kemudian dimasukkan ke dalam algoritma pembelajaran mesin.

Camilla Bellone di University of Geneva di Swiss, mengatakan bahwa metode yang digerakkan oleh kecerdasan buatan untuk memeriksa ekspresi wajah sangat berharga “karena itu menghindari bias peneliti”.

Algoritma kecerdasan buatan dilaporkan dapat mengenali berbagai ekspresi wajah mencit, karena gerakan otot wajah yang berbeda berkaitan dengan emosi yang berbeda. Seekor mencit menunjukkan bahwa ia mengalami kesenangan dengan menarik rahang dan telinga ke depan dan menarik ujung hidung ke bawah menuju mulut. Selain itu, ketika menganalisis bagaimana ekspresi tersebut muncul dalam respons terhadap stimulus, tim peneliti menemukan bahwa ekspresi tersebut baik persisten dan berkorelasi dengan kekuatan stimulus, sama seperti yang dihipotesiskan oleh Anderson dan rekan-rekannya.

Tim peneliti kemudian menggunakan teknik yang disebut optogenetik untuk mencoba menentukan neuron mana yang bertanggung jawab atas emosi tersebut. Tim peneliti memeriksa sirkuit neural individu yang terkait dengan emosi tertentu pada hewan. Ketika sirkuit tersebut dirangsang, mencit membuat ekspresi wajah yang sesuai.

Tim peneliti juga menggunakan teknik yang disebut two-photon calcium imaging, yang dapat melacak neuron individu. Dengan menggunakan teknik ini, mereka mengidentifikasi neuron di otak mencit yang diaktifkan hanya ketika ekspresi wajah tertentu, dan oleh karena itu emosi, terlihat. Gogolla menghipotesiskan bahwa neuron tersebut mungkin mewakili sebagian dari kode untuk emosi di otak, sebuah pengkodean yang mungkin dilestarikan sepanjang sejarah evolusi mamalia, dan oleh karena itu mencit dan manusia mungkin berbagi beberapa fitur umum dalam pengkodean ini.