智东西老鼠也会“喜怒形于色”！AI变身表情解码器，原来大脑会为情绪分工
看点：德国科学家用AI技术研究老鼠表情 ， 证实表情、情绪、大脑神经元之间存在关系 。
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智东西7月25日消息 ， 一家德国生物学研究所利用人工智能技术“解码”了老鼠的表情 。 这项研究证实了老鼠的表情与情绪之间存在对应关系 ， 而且不同的情绪由不同神经元负责编码 。
研究已发表在《科学（Science）》杂志上 ， 论文题目为：《怎样看懂一只老鼠的脸（How to read the face of a mouse）》 。
论文链接：https://science.sciencemag.org/content/368/6486/89
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情绪研究：众说纷纭 ， 尚无定论在约150年以前 ， 就有学者对动物面部表情的形成机制做出了猜想 。 英国生物学家查尔斯·达尔文（Charles Darwin）提出 ， 动物的面部表情就像人类一样 ， 是其表达情绪的窗口 。 但受限于技术水平 ， 这个想法一直没有得到验证 。
2014年 ， 加州理工学院的神经科学家大卫·安德森（David Anderson）与拉尔夫·阿道夫斯（Ralph Adolphs）合著了一篇名为《细胞（Cell）》的论文 。 在论文中 ， 他们指出了情绪这种“大脑的状态”具有的一些特征 。
比如 ， 情绪是持久的 ， 在引起情绪变化的刺激因素消失后还会持续一段时间 。 另外 ， 刺激越大 ， 情绪变化就会越大 。
受到这篇论文的启发 ， 再加上对情绪研究的兴趣 ， 德国马克斯·普朗克神经生物学研究所（Max Planck Institute of Neurobiology）的神经学家纳丁·戈戈拉（Nadine Gogolla）进行了为期三年的研究 。 “我想看看我们能否从动物实验中了解这些（情绪）状态是如何在大脑中出现的 。 ”他说 。
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解码老鼠表情：机器视觉+大脑成像为了解答上述疑问 ， 戈戈拉的团队设计了一个实验 。
进行实验时 ， 研究人员先对老鼠施加刺激 ， 使其情绪发生变化 ， 再用机器学习算法和大脑成像技术加以分析 。
研究人员会将老鼠头部固定住 ， 把甜味液体涂抹到老鼠唇部以引起它的愉悦情绪 ， 或涂抹苦味液体、电击老鼠尾巴、注射氯化钾溶液以引起厌恶和不适的情绪 。
1、机器视觉抓取老鼠表情变化
论文中指出 ， 人类凭借肉眼对表情的判定是“主观而乏味”的 。 为了使观察到的老鼠表情更“客观和量化” ， 研究人员选择用机器视觉（machine vision）算法来观察 。
机器视觉即用机器人代替人眼来做测量和判断 。 研究人员会拍下老鼠表情变化的过程 ， 再把视频输入机器视觉算法模型中 。 算法会从视频中截出老鼠面部肌肉变化瞬间的屏幕快照 。
瑞士日内瓦大学的神经精神性疾病研究者卡米拉·贝隆（Camilla Bellone）评价说：“这种看待面部表情的方式具有很大的优势 ， 因为它避免了实验者的任何偏见 。 ”
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根据算法抓取的瞬时状态 ， 研究人员发现当老鼠感到疼痛时 ， 它的耳朵会向后拉、面部会向前突出 ， 有时还会眯起眼睛；当它感到快乐时 ， 鼻子会向嘴巴方向下拉 ， 同时耳朵和下巴也向下 。
但是 ， 机器视觉观察到的仅是一种生理现象 。 为了进一步证明这种现象的确与情绪有关 ， 而不仅是一种生理反射 ， 研究人员采用了光遗传学技术（optogenetics） 。
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