Wissenschaftler zeigen mit KI, wie das Gehirn Emotionen verarbeitet
7. April 2020Wissenschaftler zeigen mit KI, wie das Gehirn Emotionen verarbeitet
Berlin, 7.4.2020
Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Deutschland nahmen die Gesichter von Labormäusen auf, wenn sie verschiedenen Reizen wie süßen Aromen und Elektroschocks ausgesetzt waren. Mit Hilfe von Algorithmen des maschinellen Lernens analysierten die Forscher dann, wie sich die Gesichter der Nagetiere veränderten, wenn sie unterschiedliche Gefühle empfanden.
Die Software zeigte, dass sich ihre Gesichtsmuskeln subtil verschieben, wenn sich ihre Gefühle verändern. Mäuse, die Schmerzen empfanden, zogen ihre Ohren nach hinten und bauschten ihre Wangen auf, während Mäuse, die Freude empfanden, ihren Kiefer und ihre Ohren nach vorne drückten und ihre Nase zum Maul zogen.
Die künstliche Intelligenz zeigte auch, dass sich ihr Ausdruck je nach dem, wie sie sich vor dem Empfang der Stimuli anfühlten, veränderte. Wenn zum Beispiel eine durstige Maus ein zuckerhaltiges Getränk erhielt, zeigte ihr Gesicht mehr Freude als ein Nagetier, dessen Durst bereits gestillt war.
Die Forscher untersuchten dann, welche Gehirnzellen diese Reaktionen auslösten, mit Hilfe einer Technik namens Optogenetik, bei der Licht zur Stimulation verschiedener Neuronen eingesetzt wird. Sie stellten fest, dass die Mäuse, wenn sie auf Neuronen zielten, die bekanntermaßen unterschiedliche Emotionen auslösen, die damit verbundenen Gesichtsausdrücke zeigten.
Die Idee, dass der Gesichtsausdruck verrät, wie das Gehirn Emotionen verarbeitet, ist nicht neu. Charles Darwin schlug 1872 vor, dass Menschen und Tiere ihre Emotionen durch ähnliche Ausdrücke mitteilen. Dank der jüngsten Entwicklungen in der KI können wir seine Theorie nun auf den Prüfstand stellen.
„Ich war fasziniert von der Tatsache, dass wir Menschen emotionale Zustände haben, die wir als Gefühle erleben“, sagte die Neurowissenschaftlerin Nadine Gogolla, die die dreijährige Studie leitete, gegenüber der Zeitschrift Nature. „Ich wollte sehen, ob wir aus Tierversuchen lernen können, wie diese Zustände im Gehirn entstehen.“
Gogollas Team trainierte die Software, die Reaktionen der Mäuse zu erkennen, indem es sie mit Bildern ihres Gesichtsausdrucks fütterte, die mit der damit verbundenen Emotion beschriftet waren. Dann gaben sie dem System unmarkierte Bilder und baten es, die ausgestellten Emotionen zu entschlüsseln. Die KI war in der Lage, die Emotionen mit 90%iger Genauigkeit zu identifizieren.
Die Forscher glauben, dass ihre Erkenntnisse darüber, wie Neuronen Gesichtsreaktionen bei Ratten auslösen, uns helfen werden zu verstehen, wie menschliche Gehirne Angststörungen und Depressionen verarbeiten. Und sie können vielleicht endlich beweisen, ob Darwin die ganze Zeit Recht hatte.
