Expresii Faciale Ale Șoarecilor Analizate Cu Inteligență Artificială

Potrivit Nature, o echipă de cercetători a folosit recent inteligență artificială pentru a analiza și interpreta expresiile faciale ale șoarecilor. Șoarecii de laborator sunt unele dintre cele mai frecvent utilizate animale de laborator, dar se știe puțin despre modul în care se exprimă cu fețele lor. Cercetarea ar putea ajuta, de asemenea, oamenii de știință să înțeleagă care neuroni afectează expresiile faciale specifice la oameni.

Studiul expresiilor animalelor este o idee veche, dar o disciplină relativ nouă. Darwin a ipotetizat inițial că expresiile faciale ale animalelor ar putea oferi informații despre emoțiile lor, dar abia recent știința și tehnologia au ajuns la punctul în care este posibil să studieze astfel de expresii și emoții.

David Anderson, neuroștiințifician la Institutul de Tehnologie din California din Pasadena, a explicat că studiul a fost un pas important în demistificarea modului în care creierul manifestă anumite emoții și cum aceste emoții ar putea fi exprimate în mușchii feței. Între timp, Nadine Gogalla, neuroștiințifician la Institutul Max Planck de Neurobiologie din Germania, a explicat rațiunea din spatele studiului. Gogalla a condus studiul și a fost inspirat de un articol din 2014 scris de Anderson și colegii săi. În articolul lor, Anderson și colegii săi au ipotetizat că emoțiile și alte stări ale creierului ar trebui să aibă anumite atribute măsurabile, teoretizând că puterea stimulului ar trebui să afecteze gravitatea emoției și că emoțiile ar trebui să fie persistente, continuând pentru o perioadă de timp chiar și după ce stimulul responsabil pentru ele a încetat.

Într-un articol de pe Inverse, Gogolla și ceilalți cercetători au filmat fețele șoarecilor în timp ce erau expuși la o varietate de stimuli, atât plăcuți, cât și neplăcuți. De exemplu, li s-au dat lichide amare sau dulci. Cercetătorii au declarat că șoarecii pot schimba expresiile lor modificând structuri faciale precum nasul, ochii, urechile și obrajii. Cu toate acestea, nu exista o metodă de a lega ușor expresii faciale diferite de emoții diferite. Echipa de cercetare a abordat această problemă prin împărțirea videoclipurilor fețelor șoarecilor în clipuri scurte, care au fost apoi introduse într-un algoritm de învățare automată.

Camilla Bellone de la Universitatea din Geneva, Elveția, spune că metoda bazată pe inteligență artificială de examinare a expresiilor faciale este valoroasă “pentru că evită orice prejudecăți ale experimentatorului”.

Algoritmul de inteligență artificială a fost capabil să recunoască diversele expresii faciale ale șoarecilor, deoarece mișcările diferitelor mușchi faciali sunt corelate cu emoții diferite. Un șoarece arată că experimentează plăcere prin tragerea maxilarului și urechilor înainte și coborârea vârfului nasului spre gură. Mai mult, atunci când au analizat cum s-au manifestat expresiile în raport cu stimuli, echipa de cercetare a constatat că expresiile au fost atât persistente, cât și corelate cu puterea stimulului, așa cum au ipotetizat Anderson și colegii săi.

Echipa de cercetare a folosit apoi o tehnică numită optogenetică pentru a încerca să determine care celule cerebrale sunt responsabile de aceste emoții. Echipa de cercetare a examinat circuitele neurale individuale asociate cu anumite emoții la animale. Când aceste circuite au fost stimulate, șoarecii au făcut expresiile faciale corespunzătoare.

Echipa de cercetare a utilizat, de asemenea, o tehnică numită imagistică cu calciu de doi fotoni, care poate urmări neuroni individuali. Folosind această tehnică, au identificat neuroni în creierul șoarecilor care s-au activat numai atunci când anumite expresii faciale, și prin urmare emoții, au fost observate. Gogolla a teoretizat că acești neuroni ar putea reprezenta o parte a codării emoțiilor în creier, o codare care ar putea fi conservată pe tot parcursul istoriei evolutive a mamiferelor, și prin urmare șoarecii și oamenii ar putea împărtăși unele caracteristici comune în această codare.