AI systém Cheese3D mění pohled na emoce: Sleduje výrazy myší a otevírá cestu k pochopení mozku

Vědci z Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) pod vedením profesorky Helen Hou vyvinuli inovativní nástroj zvaný Cheese3D, který by mohl zásadně proměnit naše chápání vztahu mezi obličejovými výrazy a fungováním mozku.

Vědci z Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) pod vedením profesorky Helen Hou vyvinuli inovativní nástroj zvaný Cheese3D, který by mohl zásadně proměnit naše chápání vztahu mezi obličejovými výrazy a fungováním mozku. Tento průlomový systém, detailně popsaný ve studii publikované v časopise Nature Neuroscience, dokáže sledovat i ty nejjemnější změny v obličejových výrazech myší a pomocí umělé inteligence je kvantifikovat pro systematické studium a interpretaci.

Myšlenka na vytvoření Cheese3D vzešla z praktické potřeby. Ačkoliv zkušení veterináři často dokážou „číst“ stav zvířete z jeho obličeje, dosud neexistoval spolehlivý a automatizovaný způsob, jak měřit obličejové výrazy s takovou úrovní detailu, která by poskytla vhled do mozkových funkcí. Vzhledem k tomu, že myši jsou již dlouho klíčovými modely pro studium mozku a jeho vlivu na chování, bylo nezbytné překonat rozdíly v anatomii obličeje mezi lidmi a myšmi, jejichž obličeje jsou kuželovitého tvaru.

Systém Cheese3D využívá šest miniaturních kamer, které současně snímají pohyby obličeje myši z mnoha úhlů. Modely strojového učení pak tyto záběry zpracovávají a umělá inteligence kvantifikuje zaznamenané změny. Zároveň systém monitoruje elektrickou aktivitu v mozku myši. Tým profesorky Hou demonstroval přesnost Cheese3D například při sledování příjmu potravy nebo při měření hloubky anestezie. Systém dokázal srovnatelnou přesností s metodami EEG určit, jak hluboce „bdělé“ nebo „spící“ myši v daném okamžiku byly, a to zcela neinvazivně. „Velmi jemné změny v obličejovém svalovém tonu nám hodně napoví,“ vysvětluje Hou. „Můžeme tak neinvazivně předpovídat hloubku anestezie pomocí obličeje.“

Potenciální klinické dopady jsou značné. Profesorka Hou se nyní zaměřuje na studium obličejových výrazů během specifických onemocnění. Dále zdůrazňuje, že pohyb obličeje je jedním z prvních vývojových milníků – úsměv se učíme mnohem dříve než plazení nebo chůzi. Pochopení toho, jak se učíme sociálně pohybovat obličejem, by mohlo mít zásadní význam pro výzkum autismu a rozvoj behaviorální terapie. S Cheese3D tak vědci získali nový nástroj pro zodpovězení těchto klíčových otázek.