Людям с расстройством аутистического спектра трудно интерпретировать выражения лица.
Используя модель нейронной сети , воспроизводящую мозг на компьютере, группа исследователей из Университета Тохоку выяснила, как это происходит.
Журнал Scientific Reports опубликовал результаты 26 июля 2021 года.
«Люди распознают различные эмоции, такие как грусть и гнев, глядя на выражения лица . Однако мало что известно о том, как мы приходим к распознаванию различных эмоций на основе визуальной информации о выражениях лица», - сказал соавтор статьи Юта Такахаши.
«Также неясно, какие изменения происходят в этом процессе, что приводит к тому, что люди с расстройством аутистического спектра изо всех сил пытаются читать выражения лица».
Исследовательская группа использовала теорию предсказательной обработки, чтобы помочь понять больше. Согласно этой теории, мозг постоянно предсказывает следующий сенсорный стимул и адаптируется, когда его предсказание неверно. Сенсорная информация, такая как выражение лица, помогает уменьшить ошибку прогноза.
Искусственная нейронная сеть модель включена прогностическая теория обработки и воспроизведена процесс развития путем обучения , чтобы предсказать , как части лиц будет двигаться в видео мимики. После этого кластеры эмоций были самоорганизованы в нейронное пространство более высокого уровня модели нейронной сети - при этом модель не знала, какой эмоции соответствует выражение лица в видео.
Концептуальная схема текущего исследования. Предоставлено: Юта Такахаши и др.
Модель могла обобщать неизвестные выражения лица, не указанные в обучении, воспроизводить движения лицевой части и минимизировать ошибки прогнозирования.
После этого исследователи провели эксперименты и вызвали аномалии в деятельности нейронов, чтобы изучить их влияние на развитие обучения и когнитивные характеристики. В модели, где неоднородность активности в нейронной популяции была уменьшена, способность к обобщению также уменьшилась; таким образом, образование эмоциональных кластеров в нейронах более высокого уровня было подавлено. Это привело к тенденции не распознавать эмоции неизвестных выражений лица, аналогичный симптом расстройства аутистического спектра.
По словам Такахаши, исследование прояснило, что теория предсказательной обработки может объяснить распознавание эмоций по выражениям лица с помощью модели нейронной сети.
«Мы надеемся углубить наше понимание процесса, с помощью которого люди учатся распознавать эмоции и когнитивные характеристики людей с расстройством аутистического спектра» , - добавил Такахаши. «Исследование поможет продвинуться в разработке соответствующих методов вмешательства для людей, которым трудно определять эмоции».
