Учёные научились считывать стратегии мышей по едва заметным сигналам мимики
В новых экспериментах международная команда исследователей показала, что крошечные сигналы лица могут раскрыть стратегию решения проблем
Учёные научились считывать стратегии мышей по едва заметным сигналам мимики/unsplash
Работа была проведена в Фонде Шампалимо в Лиссабоне и указывает на реальные преимущества и риски. Результаты открывают двери для фундаментальных исследований, но также поднимают чёткие вопросы относительно психической конфиденциальности. Исследование сосредоточено на нейронных цепях, которые поддерживают обучение и принятие решений.
Детали
Работу возглавил Закари Майнен, доктор философии. Мыши сталкивались с простым выбором, пока камеры снимали их лица. Они пробовали два водоёма с сахарными наградами, которые менялись со временем, и корректировали стратегии в зависимости от изменений условий.
Исследователи проанализировали видео с помощью машинного обучения – компьютерных методов, которые находят закономерности в данных. Они сравнили то, что показали сигналы лица, с тем, что могли рассказать группы нейронов, записанных при анализе активности мозга.
«К нашему удивлению, мы обнаружили, что можем получить столько же информации о том, о чём "думала" мышь, сколько и при записи активности десятков нейронов», — сказал Майнен, главный исследователь Фонда Шампалимо.
Команда отслеживала едва заметные черты лица, кадр за кадром, с помощью Facemap. Этот инструмент обобщает движения усов, носа, век и челюстей в компактные сигналы, которые легко анализировать.
Затем они связали эти сигналы лица с переменной решения – текущим значением, которое мозг сохраняет для управления выбором. Эта связь сохранялась даже тогда, когда мышь тихо обдумывала варианты, а не действовала.
Ключевые шаблоны появлялись до или во время выбора, а не только после движения мыши. Это время имеет значение, поскольку оно показывает, что лицо может отражать вычисления, а не только движения, которые происходят после них.
Поскольку видео неинвазивны – не проникают в организм и не повреждают ткани – этот подход позволяет наблюдать за мыслительными процессами без хирургического вмешательства. Это полезно для длительных экспериментов и сравнений между животными.
В результате разные животные демонстрировали схожие мимические коды для одного и того же внутреннего состояния. То же самое сочетание крошечных движений соответствовало одной и той же стратегии у нескольких мышей.
Такая воспроизводимость свидетельствует о едином плане выражения мыслей на лице. Это означает, что сигналы не являются идиосинкразическими тиками, а структурированными паттернами, которые можно расшифровать.
Часть этих мимических сигналов достигала вторичной моторной коры – области мозга, которая помогает планировать движения. Когда активность там была низкой, лицо несло меньше информации о переменной решения. Предыдущие исследования показали, что спонтанное поведение может стимулировать широкую мозговую активность. Новые выводы идут дальше, связывая микровыражения лица с конкретными латентными вычислениями.
Что это может значить для здоровья?
Эти показатели лица могут стать биомаркером. Учёные могли бы отслеживать, как меняются стратегии мышления с обучением, старением или болезнью. Они также могли бы узнать, изменяет ли препарат то, как животное оценивает доказательства. Это дало бы исследователям быстрые результаты с низким уровнем стресса, дополняя записи мозга.
Поскольку сигналы лица настолько доступны, этот метод может помочь в доклинических исследованиях. Он может содействовать созданию лучших животных моделей психических или неврологических состояний. Любая адаптация для людей потребует тщательного тестирования. Внутренние состояния человека выражаются через лицо, голос, позу и контекст, и это сочетание богаче и менее стереотипно, чем у мышей.
Это исследование проведено на мышах в контролируемых условиях. Камеры наблюдали за дрессированными животными во время выполнения определённой задачи, а алгоритмы изучали закономерности по множеству испытаний. Результаты ничего не говорят о чтении полных мыслей как предложений. Они показывают, что конкретные вычисления решений оставляют отслеживаемые подписи на лице.
Будущие исследования проверят новые задачи, более длительные временные рамки, а также стресс или отвлечение. Они также выяснят, насколько стабильными остаются эти мимические коды в течение развития и болезней. Методически исследователи могут совершенствовать модели, связывающие сигналы лица с активностью мозга. Лучшие модели должны улучшить чувствительность, одновременно снижая количество ложноположительных результатов.
Это исследование добавляет веса идее, которая называется воплощённым познанием, то есть взгляду на то, что тело и мозг совместно формируют мышление. Здесь небольшие движения тела отражают внутренние вычисления, которые разворачиваются.
Ранее мы рассказывали, если вы носитесь по городу в штанах для йоги, заказываете флет-уайт и пишете текстовые сообщения, наполненные эмодзи, вы вполне можете гордиться своим молодым и беззаботным образом. Но это плохие новости, по мнению экспертки по брендам и поп-культуре Ребекки Мэй. Она раскрыла 27 устаревших привычек образа жизни, которые говорят о том, что вы больше не опережаете время.
Вас может заинтересовать:
Не пропустите интересное!
Подписывайтесь на наши каналы и читайте новости в удобном формате!
