مدلسازی پردازش چهره در اوتیسم از طریق شبکۀ عصبی مصنوعی
بسیاری از ما به راحتی احساسات مختلف را در چهرۀ دیگران تشخیص می دهیم. لبخند می تواند به معنای خوشحالی و اخم نشان دهندۀ عصبانیت باشد. با وجود این در برخی از اختلالات نظیر اتیسم، افراد در تشخیص این احساسات در چهره دیگران با مشکلات زیادی روبه رو می‌شوند. دلیل این موضوع هنوز مشخص نیست، اما پژوهشی به تازگی در «ژورنال نوروساینس» چاپ شده است که عملکرد داخلی مغز را روشن تر ساخته و پاسخی برای آن ارائه می کند.
پژوهشگران با استفاده از هوش مصنوعی، محاسبات داخل مغز ما را با تمرکز بر دو ناحیه درگیر مدلسازی کرده‌اند. ناحیه ای در مغز نخستی ها (شامل انسان) که قشر اینفریور تمپورال (inferior temporal (IT) cortex) نامیده می شود، در تشخیص چهره مشارکت می کند. در کنار آن، ناحیه عمیق تری به نام آمیگدال (amygdala) که از قشر گیجگاهی تحتانی و نواحی دیگر اطلاعات ورودی را می گیرد و به پردازش احساسات کمک می کند.
در یک مطالعه، پژوهشگران عکس هایی از چهرۀ انسان ها به افراد بزرگسال دارای اتیسم و گروهی از افرادی با رشد معمول نمایش داده و پاسخ رفتاری آن‌ها را ثبت کرده بودند. تصویر ها توسط نرم افزار طوری تولید شده بودند که طیفی از ترسیده تا خوشحال را شامل شوند، و شرکت کنندگان باید به سرعت تشخیص می دادند که چهره ها خوشحال هستند یا نه. با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده در این مطالعه، پژوهشگران یک شبکۀ عصبی مصنوعی را آموزش دادند، تا با بهرمندی از یک تابع ریاضیاتی پیچیده که از معماری مغز الهام گرفته شده بود، وظیفۀ مشابهی را انجام دهد. این شبکه شامل لایه هایی از واحد هایی بود که تقریباً مشابه نورون های مسئول پردازش اطلاعات تصویری در مغز هستند. این لایه ها اطلاعات را در حین عبور از لایۀ ورودی که تصویر را دریافت می کند تا لایۀ نهایی پردازش می کنند که احتمال خوشحال بودن چهره را محاسبه می کند. پژوهشگران مشاهده کردند که رفتار این شبکه بیش تر شبیه افرادی با رشد عادی است تا افرادی با تشخیص اوتیسم. همچنین پژوهشگران نشان دادند که عملکرد قشر گیجگاهی تحتانی در تمایزبخشی به گروه کنترل و بزرگسالان مبتلا به اوتیسم مفید است در حالیکه آمیگدال در این زمینه نقش کمتری از خود نشان داد.
همچنین پژوهشگران با اضافه کردن نویز به شبکه، تغییراتی در سطوح مختلف آن ایجاد کردند. در بازۀ خاصی از اضافه کردن نویز اضافی، شباهت بین عملکرد مغز بزرگسالان دارای اوتیسم و شبیه ساز مغز آن ها را به شدت افزایش یافت. افزایش شباهت با مغز شرکت کنندگان کنترل با اضافه کردن نویز به شبکۀ شبیه ساز بسیار کمتر بود. این نتایج می‌تواند نشان دهندۀ این باشد که درک حسی در افراد دارای اتیسم ممکن است به علت وجود پدیده‌ای باشد که تحت عنوان مغز «نویزی» شناخته می‌شود.
تهیه شده توسط
کارگروه مدلسازی شناختی و هوش مصنوعی
شاخه دانشجویی آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز ایران
مدیریت ترویج و آموزش
ترجمه خبر:
محمد احمدوند شاهوردی (دانشجوی پزشکی شیراز)
ویرایش متن:
عباس پورهدایت، همکار علمی کارگروه(کاندید دکتری مدلسازی شناختی، دانشگاه شهید بهشتي )
نوشته های مرتبط