یادگیری ماشین، “ذهنخوانی” موشها را از طریق حرکات ظریف چهره ممکن میکند
“ذهنخوانی” اغلب شبیه داستانهای علمی-تخیلی به نظر میرسد. اما یک مطالعه جدید نشان میدهد که این کار ممکن است تنها با استفاده از یک ویدیوی ساده امکانپذیر باشد. محققان در بنیاد شامپالیمود (Champalimaud Foundation) در پرتغال کشف کردند که حرکات چهره موشها، استراتژیهای فکری داخلی آنها را آشکار میکند. این یافته میتواند راهی غیرتهاجمی برای مطالعه فعالیت مغز باز کند، در حالی که نگرانیهای جدیدی را در مورد حریم خصوصی ذهنی ایجاد میکند.
در کار قبلی این تیم، یک پازل برای موشها طراحی شده بود. حیوانات باید تشخیص میدادند که کدام یک از دو لوله آب، نوشیدنی شیرین را ارائه میدهد. از آنجایی که جایزه بین لولهها تغییر میکرد، موشها مجبور بودند استراتژی خود را برای انجام صحیح کار، تطبیق دهند.
فانی کازتس، نویسنده اصلی مقاله، گفت: «ما میدانستیم که موشها میتوانند این کار را با استفاده از استراتژیهای مختلف حل کنند و میتوانستیم بر اساس رفتار آنها، تشخیص دهیم که از کدام استراتژی استفاده میکنند.»
محققان انتظار داشتند که سلولهای عصبی (نورونها) تنها استراتژی فعال را بازتاب دهند. در عوض، آنها دریافتند که تمامی استراتژیها به طور همزمان در مغز نمایش داده میشوند، صرف نظر از انتخابی که صورت گرفته است. این کشف پرسش جدیدی را مطرح کرد: آیا این استراتژیها میتوانند در چهره حیوانات نیز ظاهر شوند؟
چهرهها آینه فعالیت مغز هستند
این تیم، هم حرکات چهره و هم فعالیت مغز موشها را ضبط کردند. سپس، آنها دادهها را با استفاده از یادگیری ماشین (Machine Learning) تجزیه و تحلیل کردند. نتایج باعث تعجب محققان شد. نشانههای ظریف چهرهای، به همان اندازه مجموعههای نورونی، حاوی اطلاعات بودند.
زکری ماینن، محقق اصلی در بنیاد شامپالیمود، گفت: «در کمال تعجب، ما دریافتیم که میتوانیم به همان اندازه اطلاعاتی درباره آنچه موش “در فکر خود” داشت، به دست آوریم که با ثبت فعالیت دهها نورون میتوانستیم.»
وی افزود: «داشتن چنین دسترسی آسانی به محتویات پنهان ذهن میتواند جهشی مهم در تحقیقات مغز ایجاد کند.»
نکتهای که حتی بیشتر قابل توجه بود، ثبات این الگوها در میان حیوانات مختلف بود. دیوید رئاتو، یکی از نویسندگان همکار، اظهار داشت: «الگوهای چهرهای مشابه، استراتژیهای یکسانی را در موشهای مختلف نشان میدادند.» او افزود: «این نشان میدهد که بازتاب الگوهای فکری خاص در سطح حرکات چهره ممکن است به صورت کلیشهای و ثابت باشد، بسیار شبیه به الگوهای ابراز احساسات.»
وعده تحول و نگرانیهای حریم خصوصی
به گفته نویسندگان، این کار روشی را برای مطالعه عملکرد مغز بدون استفاده از ابزارهای تهاجمی ارائه میدهد. این میتواند به محققان کمک کند تا سلامت و بیماریها را بهتر درک کنند. اما این سهولت دسترسی، سؤالات اخلاقی را نیز مطرح میکند. ماینن خاطرنشان کرد: «داشتن چنین دسترسی آسانی به محتویات پنهان ذهن… همچنین نیاز به شروع تفکر درباره مقرراتی برای حفاظت از حریم خصوصی ذهنی ما را برجسته میسازد.»
آلفونسو رنارت، یکی دیگر از محققان اصلی در بنیاد شامپالیمود، بر پیامدهای گستردهتر تأکید کرد و گفت: «مطالعه ما نشان میدهد که ویدیوها صرفاً سوابق رفتار نیستند؛ آنها میتوانند یک پنجره جزئیاتمحور به فعالیت مغز ارائه دهند. اگرچه این امر از منظر علمی هیجانانگیز است، اما سؤالاتی را در مورد لزوم حفظ حریم خصوصی ما نیز مطرح میکند.»
نویسندگان استدلال میکنند که ویدیوهای چهرهای میتوانند به یک ابزار علمی قدرتمند تبدیل شوند. در عین حال، آنها از سیاستگذاران میخواهند که قبل از اینکه چنین فناوریهایی از محیط آزمایشگاهی فراتر روند، تدابیر امنیتی لازم را در نظر بگیرند. این مطالعه در مجله Nature Neuroscience منتشر شده است.
