Biểu Cảm Trên Mặt Của Chuột Phân Tích Bằng Trí Tuệ Nhân Tạo

Theo Nature, một nhóm các nhà nghiên cứu đã sử dụng trí tuệ nhân tạo để phân tích và giải thích các biểu cảm trên mặt của chuột. Chuột thí nghiệm là một trong những động vật thí nghiệm phổ biến nhất, nhưng rất ít thông tin về cách chúng thể hiện bản thân bằng khuôn mặt. Nghiên cứu này cũng có thể giúp các nhà khoa học hiểu được哪些 neuron ảnh hưởng đến các biểu cảm khuôn mặt cụ thể ở người.

Nghiên cứu về biểu cảm động vật là một ý tưởng cũ nhưng là một lĩnh vực tương đối mới. Darwin ban đầu đã đưa ra giả thuyết rằng biểu cảm khuôn mặt động vật có thể cho chúng ta cái nhìn về cảm xúc của chúng, nhưng chỉ gần đây khoa học và công nghệ đã phát triển đến mức có thể nghiên cứu các biểu cảm và cảm xúc này.

David Anderson, một nhà khoa học thần kinh tại Viện Công nghệ California ở Pasadena, giải thích rằng nghiên cứu này là một bước quan trọng trong việc làm sáng tỏ cách não bộ thể hiện các cảm xúc nhất định và cách những cảm xúc đó có thể được thể hiện trên các cơ mặt. Trong khi đó, Nadine Gogalla, một nhà khoa học thần kinh tại Viện Sinh học Thần kinh Max Planck ở Đức, giải thích lý do đằng sau nghiên cứu. Gogalla đã dẫn đầu nghiên cứu và được truyền cảm hứng từ một bài báo năm 2014 được viết bởi Anderson và các đồng nghiệp. Trong bài báo của họ, Anderson và các đồng nghiệp đã đưa ra giả thuyết rằng cảm xúc và các trạng thái não khác nên thể hiện các thuộc tính có thể đo lường được, và rằng cường độ của kích thích nên ảnh hưởng đến mức độ của cảm xúc và rằng cảm xúc nên được duy trì, tiếp tục ngay cả sau khi kích thích gây ra chúng đã kết thúc.

Theo Inverse, Gogolla và các nhà nghiên cứu khác đã quay phim khuôn mặt của chuột khi chúng được tiếp xúc với các kích thích khác nhau, cảpleasant và khôngpleasant. Ví dụ, chúng được cho uống các chất lỏng đắng hoặc ngọt. Các nhà nghiên cứu cho biết chuột có thể thay đổi biểu cảm của chúng bằng cách thay đổi cấu trúc khuôn mặt như mũi, mắt, tai và má. Tuy nhiên, không có phương pháp nào để dễ dàng liên kết các biểu cảm khuôn mặt khác nhau với các cảm xúc khác nhau. Đội nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách lấy các đoạn phim khuôn mặt của chuột và chia chúng thành các đoạn ngắn, sau đó cho vào một thuật toán học máy.

Camilla Bellone tại Đại học Geneva ở Thụy Sĩ cho biết phương pháp phân tích biểu cảm khuôn mặt bằng trí tuệ nhân tạo là có giá trị “vì nó tránh được các thiên vị của người thí nghiệm”.

Thuật toán trí tuệ nhân tạo đã có thể nhận ra các biểu cảm khuôn mặt khác nhau của chuột, vì các chuyển động của các cơ mặt khác nhau được liên kết với các cảm xúc khác nhau. Một con chuột thể hiện rằng nó đang trải qua sự vui vẻ bằng cách kéo hàm và tai của nó về phía trước và kéo mũi của nó xuống hướng về miệng. Hơn nữa, khi phân tích cách các biểu cảm được thể hiện trong phản ứng với các kích thích, đội nghiên cứu đã tìm thấy rằng các biểu cảm đó là cảpersistent và liên quan đến cường độ của kích thích, giống như Anderson và các đồng nghiệp đã đưa ra giả thuyết.

Đội nghiên cứu sau đó đã sử dụng một kỹ thuật gọi là optogenetics để cố gắng xác định các tế bào não nào chịu trách nhiệm cho những cảm xúc này. Đội nghiên cứu đã kiểm tra các mạch thần kinh riêng lẻ liên quan đến các cảm xúc nhất định ở động vật. Khi các mạch này được kích thích, chuột đã thể hiện các biểu cảm khuôn mặt tương ứng.

Đội nghiên cứu cũng đã sử dụng một kỹ thuật gọi là hình ảnh canxi hai photon, có thể theo dõi các neuron riêng lẻ. Sử dụng kỹ thuật này, họ đã xác định được các neuron trong não của chuột đã được kích hoạt chỉ khi các biểu cảm khuôn mặt nhất định, và do đó cảm xúc, được quan sát. Gogolla đã đưa ra giả thuyết rằng các neuron này có thể đại diện cho một phần của mã hóa cảm xúc trong não, một mã hóa có thể được bảo tồn trong suốt lịch sử tiến hóa của động vật có vú, và do đó chuột và con người có thể chia sẻ một số tính năng chung trong mã hóa này.