老鼠的面部表情通过人工智能分析

根据Nature报道，一组研究人员最近使用人工智能分析和解释老鼠的面部表情。实验室老鼠是最常用的实验动物之一，但人们对它们如何通过面部表情表达自己知之甚少。该研究还可以帮助科学家了解哪些神经元影响人类特定的面部表情。

动物表情的研究是一个旧的想法，但是一门相对较新的学科。达尔文最初假设动物的面部表情可能会让我们了解它们的情绪，但直到最近，科学和技术才发展到可以研究这些表情和情绪的程度。

加州理工学院的神经科学家David Anderson解释说，这项研究是揭开大脑如何表现出某些情绪以及这些情绪如何在面部肌肉中表达的重要一步。与此同时，德国马克斯·普朗克神经生物学研究所的神经科学家Nadine Gogolla解释了这项研究背后的理由。Gogolla领导了这项研究，并受到了2014年Anderson和同事撰写的论文的启发。在他们的论文中，Anderson和同事假设情绪和其他大脑状态应该表现出某些可测量的属性，理论认为刺激的强度应该影响情绪的严重程度，并且情绪应该是持续的，即使刺激已经结束，也会持续一段时间。

如Inverse所解释的，Gogolla和其他研究人员拍摄了老鼠在接受各种刺激（包括愉快和不愉快刺激）时的面部表情。例如，他们被给予苦味或甜味液体。研究人员指出，老鼠可以通过改变面部结构（如鼻子、眼睛、耳朵和脸颊）来改变表情。然而，没有一种简单的方法可以将不同的面部表情与不同的情绪联系起来。研究团队通过将老鼠面部的视频分成短片段，然后将这些片段输入机器学习算法来解决这个问题。

日内瓦大学的Camilla Bellone说，人工智能驱动的面部表情分析方法很有价值，“因为它避免了实验者的偏见”。

人工智能算法据报道能够识别老鼠的各种面部表情，因为不同的面部肌肉运动与不同的情绪相关。老鼠通过向前拉扯下颌和耳朵，并将鼻子尖向下拉向嘴巴来表达愉悦。另外，当分析表情如何对刺激做出反应时，研究团队发现这些表情既是持续的，又与刺激强度相关，就像Anderson和同事所假设的那样。

研究团队随后使用了一种称为光遗传学的技术来尝试确定哪些大脑细胞负责这些情绪。研究团队检查了动物中与特定情绪相关的个体神经回路。当这些回路被刺激时，老鼠会做出相应的面部表情。

研究团队还使用了一种称为两光子钙成像的技术，可以跟踪个体神经元。使用这种技术，他们在老鼠的大脑中找到了仅在特定面部表情（以及因此情绪）被观察到时激活的神经元。Gogolla假设这些神经元可能代表大脑中情绪的编码的一部分，这种编码可能在哺乳动物的进化史中被保留下来，因此老鼠和人类可能在这种编码中有一些共同的特征。