Gesturile Faciale ale Macacilor: Mai Mult Decât Un Reflex, Conform Unui Nou Studiu

O cercetare recentă, care este prima ce utilizează aranjamente de micro-electrozi pentru a înregistra neuronii în timp ce produc gesturi faciale, deschide noi orizonturi în înțelegerea comunicării non-verbale.

Progresele recente în interfețele creier-computer au facilitat extragerea mai precisă a vorbirii din semnalele neuronale umane, dar limbajul este doar unul dintre instrumentele noastre de comunicare. „Când nepotul meu mic cere înghețată înainte de cină și eu răspund cu ‘nu’, semnificația depinde complet dacă răspunsul este însoțit de un zâmbet complice sau o încruntare severă,” explică Geena Ianni, neuroștiințistă la Universitatea din Pennsylvania. De aceea, în viitor, ea consideră că protezele neurale destinate pacienților cu accident vascular cerebral sau paralizie vor decoda gesturile faciale din semnalele cerebrale în același mod în care decodifică vorbirea.

Pentru a pune bazele acestor decodoare de gesturi faciale viitoare, Ianni și colegii săi au conceput un experiment pentru a descoperi cum funcționează cu adevărat circuitele neuronale responsabile pentru expresiile faciale. „Deși în ultimii ani neuroștiința a înțeles bine cum creierul percepe expresiile faciale, știm relativ puțin despre cum sunt generate acestea,” spune Ianni. Și s-a dovedit că o parte surprinzător de mare din ceea ce neuroștiinții presupuneau despre gesturile faciale era greșită.

Mult timp, neuroștiinții au crezut că gesturile faciale ale primatelor provin dintr-o diviziune clară a muncii în creier. „Rapoartele de caz ale pacienților cu leziuni cerebrale sugerau că unele regiuni ale creierului erau responsabile pentru anumite tipuri de expresii emoționale, în timp ce alte regiuni se ocupau de mișcările volitive, precum vorbirea,” explică Ianni. Am dezvoltat o imagine mai clară a vorbirii urmărind originea acestor mișcări până la nivelul neuronilor individuali. Dar nu am făcut același lucru pentru expresiile faciale. Pentru a umple acest gol, Ianni și echipa ei au conceput un studiu folosind macacii – primate sociale care împărtășesc majoritatea musculaturii faciale complexe cu oamenii.

Studiul a început prin plasarea macacilor într-un scanner fMRI pentru a monitoriza activitatea lor cerebrală în timp ce le înregistrau fețele cu o cameră de înaltă rezoluție. Echipa a expus apoi participanții la diverse stimuli: videoclipuri cu alți macaci care le făceau fețe, avatare interactive sau alți macaci în direct. „Aceasta a provocat expresii faciale social semnificative care fac parte din repertoriul natural al subiecților,” spune Ianni.

Pe baza analizei video, oamenii de știință au identificat trei gesturi faciale pe care au dorit să se concentreze: smacking-ul buzelor pe care macacii îl folosesc pentru a semnala receptivitatea sau supunerea; fața de amenințare pe care o fac când vor să provoace sau să alunge un adversar; și mestecatul, o mișcare non-socială, volitivă. Ulterior, folosind scanările fMRI, echipa a localizat zonele cheie ale creierului implicate în declanșarea acestor gesturi. Și când acest lucru a fost realizat, Ianni și colegii ei au mers mai adânc – la propriu.

„Am țintit aceste zone ale creierului cu precizie sub-milimetrică pentru implantarea aranjamentelor de micro-electrozi,” explică Ianni. Acest lucru a permis pentru prima dată echipei să înregistreze simultan activitatea

Sursa: Ars Technica

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România