De ratos e homens: a IA aprende a entender as emoções dos ratos a partir de suas expressões faciais

ZMSC, 02/09/2022 

Por Alexandru Micu 

Essa pesquisa pode nos ajudar a entender melhor como nossas próprias emoções se formam.

Um computador poderia ser programado para sentir emoções? Não temos certeza; mas agora sabemos que podemos ensiná-lo a reconhecê-los a partir das expressões faciais dos camundongos.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena desenvolveram um sistema de inteligência artificial que pode monitorar as expressões faciais dos ratos para entender se eles estão sentindo alguma dor. A pesquisa pode ter aplicações diretas para ajudar os pesquisadores a avaliar melhor a eficácia dos analgésicos durante os testes em animais e pode nos ajudar a entender os processos neurais que codificam certas expressões faciais para humanos.

O desenvolvimento dessa IA é “um primeiro passo importante” para entender os aspectos da emoção e como eles surgem no cérebro que ainda são desconhecidos, acrescentam os pesquisadores.

Expressão reveladora

“Fiquei fascinada pelo fato de que nós, humanos, temos estados emocionais que experimentamos como sentimentos”, diz a neurocientista Nadine Gogolla, do Instituto Max Planck de Neurobiologia em Martinsried, Alemanha, que liderou o estudo de três anos. “Eu queria ver se poderíamos aprender sobre como esses estados surgem no cérebro a partir de estudos com animais.”

Embora possa parecer uma verdade intuitiva para muitos de nós, a ideia de que os animais podem mostrar suas emoções por meio de expressões faciais foi introduzida pela primeira vez nos círculos acadêmicos há cerca de 150 anos por Charles Darwin. Mas, por muito tempo desde então, essa ideia teve que permanecer no nível de uma hipótese – simplesmente não tínhamos meios confiáveis ​​para capturar e analisar os movimentos faciais de animais modelo ou vinculá-los à atividade neural.

Para o estudo, a equipe fixou os camundongos no lugar de modo que suas cabeças fossem mantidas paradas e, em seguida, introduziu diferentes estímulos sensoriais nos animais para desencadear emoções específicas. Exemplos de estímulos incluem colocar fluidos doces ou amargos nos lábios dos camundongos para evocar emoções como prazer ou desgosto. A dor era produzida pela aplicação de pequenos choques elétricos na cauda, ​​e a sensação de mal-estar era produzida pela injeção de cloreto de lítio nos animais.

Os recursos que a equipe monitorou durante esse período incluíram o movimento das orelhas, bochechas, nariz e parte superior dos olhos do rato. Apesar disso, eles não conseguiram determinar com segurança quais emoções foram transmitidas por diferentes expressões.

Por causa disso, eles optaram por dividir as gravações em vídeo dos movimentos faciais em instantâneos ultracurtos à medida que os animais respondiam aos diferentes estímulos. Estes foram então alimentados por meio de um algoritmo de aprendizado de máquina para ensiná-los a reconhecer expressões distintas. Eles então aprenderam a correlacionar essas expressões com estados emocionais, que foram estimados com base no tipo de estímulo a que os animais foram expostos.

Algumas das descobertas que a IA produziu foram que um rato que experimenta prazer puxa o nariz para a boca e puxa as orelhas e a mandíbula para a frente. Ao sentir dor, ele puxava as orelhas para trás, aumentava as bochechas e às vezes apertava os olhos. As expressões identificadas foram persistentes, explica a equipe, e sua força correlacionou-se com a intensidade do estímulo.

O uso de IA para esse tipo de pesquisa ajuda bastante a remover quaisquer vieses que possam interferir na interpretação das emoções que cada animal pode estar sentindo, acrescenta a equipe.

Usando uma técnica chamada optogenética, que pode ser usada para fazer com que os neurônios geneticamente modificados se iluminem quando ativados ou sejam ativados quando uma luz forte é irradiada sobre eles, os pesquisadores examinaram onde essas emoções foram formadas no cérebro. A equipe visou circuitos neurais individuais que foram ligados à formação de emoções particulares em humanos e camundongos, para induzir esses estados emocionais nos camundongos. Quando estimulados dessa forma, os camundongos assumiram as expressões faciais relevantes, validando os resultados das etapas anteriores.

Finalmente, a equipe usou uma técnica especializada para observar neurônios individuais no cérebro de camundongos que foram ativados apenas enquanto emoções e expressões faciais particulares eram evocadas. Esta etapa posterior confirmou seus resultados e pode ajudar a identificar os neurônios específicos que governam a formação de estados emocionais e suas expressões faciais associadas.

“Eles podem representar parte de uma codificação de emoções no cérebro”, especula Gogolla. “Achamos que a codificação da emoção pode ser conservada evolutivamente e, portanto, a codificação em humanos e camundongos pode compartilhar algumas características comuns”.

O artigo “A inteligência artificial decodifica as expressões faciais dos ratos” foi publicado na revista Nature.

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Fonte:https://www.zmescience.com/science/ai-mice-facial-expressions-emotions-262452/