Sinir Ağı Modeli Otizm Spektrum Bozukluğu Hakkında Bilgiler Sağlıyor

Tohoku Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, beyini bir bilgisayarda yeniden üreten bir sinir ağı modeli kullanarak, otizm spektrum bozukluğu olan kişilerin yüz ifadelerini yorumlama konusunda neden zorlandıklarına ilişkin bilgi edinmek için bir çalışma yaptı.

Araştırma 26 Temmuz 2021’de Scientific Reports dergisinde yayımlandı.

Farklı Emotionları Tanıma

Yuta Takahashi makalenin ortak yazarlarından biri.

“İnsanlar, yüz ifadelerine bakarak farklı emotionları, örneğin hüznü ve öfkeyi tanır. Ancak yüz ifadelerinin görsel bilgilerine dayanarak farklı emotionları nasıl tanıdığımıza ilişkin çok az şey bilinmektedir” dedi Takahashi.

“Ayrıca, bu süreçte neler değiştiğine ve otizm spektrum bozukluğu olan kişilerin yüz ifadelerini okumakta neden zorlandıklarına ilişkin net bir bilgi bulunmuyor” diye devam etti Takahashi.

Predictive Processing Teorisi

Araştırma grubu, beynin sürekli olarak bir sonraki duyusal uyaranı tahmin ettiği predictive processing teorisine dayandı. Tahmin yanlış olduğunda, beyin kendini uyarlar ve yüz ifadeleri gibi duyusal bilgiler, tahmin hatasını azaltmaya yardımcı olur.

Ekibin geliştirdiği yapay sinir ağı modeli, predictive processing teorisini kullanır ve yüz ifadelerinin gelişimini yeniden üretebilir. Bunu, yüz ifadeleri videolarındaki yüzün nasıl hareket edeceğini tahmin ederek eğitti.

Sonraki adım, emotion kümelerini sinir ağı modelinin daha yüksek düzeydeki nöron uzayına kendi kendine organize etmekti. Aynı zamanda, model videodaki yüz ifadesinin hangi emotiona karşılık geldiğini bilmiyordu.

Model, eğitim sırasında verilen bilinmeyen yüz ifadelerini genelleyebildi ve yüz parçalarının hareketlerini tahmin ederken hata oranını minimize edebildi.

Resim: Yuta Takahashi, et al

Araştırmacılar daha sonra nöronların aktiviteleri sırasında deneylerde anormallikler oluşturdular, bu da öğrenme gelişimi ve bilişsel özellikler üzerindeki etkileri hakkında bilgi sağladı. Deneyler, nöron popülasyonundaki aktivite heterojenitesinin azaltıldığı modele genelleme yetisinin azaldığını gösterdi. Bu, daha yüksek düzeydeki nöronlarda emotion kümelerinin oluşumunun engellendiğini ve sinir ağı modelinin bilinmeyen yüz ifadelerinin emotionunu tanıma konusunda başarısız olma eğiliminde olduğunu öne sürdü, ki bu da otizm spektrum bozukluğunun bir semptomudur.

Takahashi, çalışmanın, predictive processing teorisinin yüz ifadelerinden emotion tanıma konusunda sinir ağı modeli kullanarak açıklama yapabileceğini gösterdiğini söyledi.

“İnsanların emotionları tanıma sürecini ve otizm spektrum bozukluğu olan kişilerin bilişsel özelliklerini daha iyi anlamayı umuyoruz” dedi Takahashi. “Çalışma, emotionları tanıma konusunda zorlanan kişiler için uygun müdahale yöntemlerinin geliştirilmesine yardımcı olacaktır.”