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L’intelligenza artificiale per analizzare e interpretare le espressioni facciali dei topi

Le espressioni facciali dei topi analizzati con intelligenza artificiale
Secondo Nature , un team di ricercatori ha recentemente impiegato l’intelligenza artificiale per analizzare e interpretare le espressioni facciali dei topi. I topi da laboratorio sono alcuni degli animali da laboratorio più comunemente usati, ma si sa poco su come si esprimono con le loro facce. La ricerca potrebbe anche aiutare gli scienziati a capire quali neuroni hanno un impatto su espressioni facciali specifiche nell’uomo.

Lo studio delle espressioni animali è una vecchia idea ma una disciplina relativamente nuova. Darwin inizialmente ipotizzò che le espressioni facciali degli animali potessero darci un’idea delle loro emozioni, ma solo recentemente la scienza e la tecnologia sono avanzate al punto in cui è possibile studiare tali espressioni ed emozioni.

David Anderson, neuroscienziato del California Institute of Technology di Pasadena, ha spiegato che lo studio è stato un passo importante nel demistificare il modo in cui il cervello manifesta determinate emozioni e come quelle emozioni potrebbero essere espresse nei muscoli facciali. Nel frattempo, Nadine Gogalla, neuroscienziata del Max Planck Institute of Neurobiology in Germania, ha spiegato il razionale alla base dello studio. Gogalla ha guidato lo studio ed è stato ispirato da un articolo del 2014 scritto da Anderson e colleghi. Nel loro articolo, Anderson e colleghi ipotizzano che le emozioni e altri stati del cervello debbano mostrare determinati attributi mensili, teorizzando che la forza dello stimolo dovrebbe avere un impatto sulla gravità dell’emozione e che le emozioni dovrebbero essere persistenti, continuando per un po ‘anche dopo lo stimolo responsabile per loro è finito.

Come spiegato da Inverse , Gogolla e gli altri ricercatori hanno filmato i volti dei topi quando sono stati esposti a una varietà di stimoli, sia piacevoli che spiacevoli. Ad esempio, venivano somministrati fluidi amari o dolci. I ricercatori hanno affermato che i topi possono spostare le loro espressioni alterando le strutture facciali come naso, occhi, orecchie e guance. Tuttavia, non esisteva un metodo per collegare facilmente diverse espressioni facciali a diverse emozioni. Il team di ricerca ha affrontato questo problema prendendo i video delle facce dei topi e suddividendoli in brevi clip, che sono stati poi inseriti in un algoritmo di apprendimento automatico.

Camilla Bellone presso l’Università di Ginevra, in Svizzera, afferma che il metodo guidato dall’intelligenza artificiale di esaminare le espressioni facciali è prezioso “perché evita qualsiasi pregiudizio dello sperimentatore”.

Secondo quanto riferito, l’algoritmo AI è stato in grado di riconoscere le varie espressioni facciali dei topi, in quanto il movimento di diversi muscoli facciali è correlato a diverse emozioni. Un topo mostra che sta provando piacere tirando la mascella e le orecchie in avanti e tirando la punta del naso verso il basso verso la bocca. Inoltre, analizzando il modo in cui le espressioni si manifestavano in risposta agli stimoli, il team di ricerca ha scoperto che le espressioni erano sia persistenti che correlate alla forza degli stimoli, proprio come teorizzavano Anderson e colleghi.

Il team di ricercatori ha quindi utilizzato una tecnica chiamata optogenetica per cercare di determinare quali cellule cerebrali sono responsabili di queste emozioni. Il team di ricerca ha esaminato i singoli circuiti neurali associati a determinate emozioni negli animali. Quando questi circuiti sono stati stimolati, i topi hanno creato le corrispondenti espressioni facciali.

Il team di ricerca ha inoltre utilizzato una tecnica chiamata imaging del calcio a due fotoni, che può tracciare i singoli neuroni. Usando questa tecnica hanno identificato i neuroni nel cervello dei topi che si sono attivati ​​solo quando sono state osservate alcune espressioni facciali, e quindi le emozioni. Gogolla ha teorizzato che questi neuroni potrebbero rappresentare parte di un codice per le emozioni nel cervello, una codifica che è possibile che sia stata conservata nella storia evolutiva dei mammiferi, e quindi topi e umani potrebbero condividere alcune caratteristiche comuni in questa codifica.

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