Sci-fi? Brain Imaging IDs Zvláštní emoce

Vědci poprvé zjistili, jaké emoce člověk prožívá na základě mozkové činnosti.

Univerzita Carnegie Mellon University kombinovala funkční zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI) a strojové učení k měření mozkových signálů ke čtení emocí u jednotlivců. Zjištění ilustrují, jak mozek kategorizuje pocity, a dává vědcům první spolehlivý proces analýzy emocí.

Doposud byl výzkum emocí dlouho potlačován nedostatkem spolehlivých metod jejich hodnocení, hlavně proto, že lidé se často zdráhají upřímně hlásit své pocity. Další komplikací je, že mnoho emocionálních reakcí nemusí být vědomě prožíváno.

Identifikace emocí na základě nervové aktivity vychází z předchozích studií, které pomocí podobných technik vytvořily výpočetní model, který identifikuje myšlenky jednotlivců na konkrétní objekty - často přezdívané „čtení mysli“.

"Tento výzkum zavádí novou metodu s potenciálem identifikovat emoce, aniž by se spoléhalo na schopnost lidí hlásit se sami," řekl Karim Kassam, Ph.D., hlavní autor studie.

"Mohlo by to být použito k posouzení emoční reakce jednotlivce na téměř jakýkoli druh podnětu, například vlajku, značku nebo politického kandidáta."

Jednou z výzev pro výzkumný tým bylo najít způsob, jak opakovaně a spolehlivě vyvolat různé emoční stavy účastníků. Tradiční přístupy, jako je ukázka filmových klipů vyvolávajících emoce subjektům, by pravděpodobně byly neúspěšné, protože dopad filmových klipů se s opakovaným zobrazováním zmenšuje.

Vědci tento problém vyřešili náborem herců z Činoherní školy CMU.

"Naším velkým průlomem byla myšlenka mého kolegy Karima Kassama testovat herce, kteří mají zkušenosti s cyklováním v emočních stavech," řekl výzkumný pracovník George Loewenstein, Ph.D., profesor ekonomie a psychologie. "Měli jsme v tomto ohledu štěstí, že CMU má vynikající dramatickou školu."

Pro tuto studii bylo 10 herců skenováno ve vědeckém středisku CMU pro vědecké zobrazování a mozek, zatímco si prohlíželi slova devíti emocí: hněv, znechucení, závist, strach, štěstí, chtíč, pýcha, smutek a hanba.

Zatímco uvnitř skeneru fMRI byli herci instruováni, aby každý z těchto emočních stavů zadali několikrát, v náhodném pořadí.

Počítačový model dokázal správně identifikovat emocionální obsah prohlížených fotografií pomocí mozkové aktivity diváků.

K identifikaci emocí v mozku vědci nejprve použili vzorce nervové aktivace účastníků v časných skenováních k identifikaci emocí, které zažili stejní účastníci v pozdějších skenováních.

Počítačový model dosáhl hodnostní přesnosti 0,84. Přesnost hodnocení se týká procentního pořadí správné emoce v uspořádaném seznamu odhadů počítačového modelu; náhodné hádání by vedlo k přesnosti hodnosti 0,50.

Dále tým provedl analýzu strojového učení emocí vyvolaných samým sebou, aby uhodl, jaké emoce subjekty zažívaly, když byly vystaveny nechutným fotografiím.

Počítačový model dosáhl hodnostní přesnosti 0,91. S devíti emocemi, ze kterých si můžete vybrat, model označil znechucení jako nejpravděpodobnější emoce 60 procent času a jako jedna ze svých dvou nejlepších hádá 80 procent času.

Nakonec aplikovali analýzu strojového učení vzorů nervové aktivace od všech účastníků kromě jednoho, aby předpověděli emoce, které prožil zadržený účastník.

To odpovídá na důležitou otázku: Kdybychom vzali nového jedince, vložili ho do skeneru a vystavili jej emocionálnímu podnětu, jak přesně bychom mohli identifikovat jeho emoční reakci? Zde model dosáhl hodnostní přesnosti 0,71, opět vysoko nad úrovní pravděpodobnosti 0,50.

"Navzdory zjevným rozdílům mezi psychologií lidí mají různí lidé tendenci neurálně kódovat emoce pozoruhodně podobným způsobem," poznamenala Amanda Markey, postgraduální studentka na katedře sociálních a rozhodovacích věd.

Překvapivým zjištěním z výzkumu bylo, že bylo možné dosáhnout téměř ekvivalentní úrovně přesnosti, i když počítačový model využíval aktivační vzorce pouze v jedné z mnoha různých podsekcí lidského mozku.

"To naznačuje, že emoční podpisy nejsou omezeny na konkrétní oblasti mozku, jako je amygdala, ale vytvářejí charakteristické vzory v celé řadě oblastí mozku," řekl Vladimír Cherkassky, Ph.D., vedoucí výzkumný program v oddělení psychologie.

Výzkumný tým také zjistil, že i když model v průměru zařadil mezi své odhady nejvyšší emoce, byl nejlepší v identifikaci štěstí a nejméně přesný v identifikaci závisti.

Málokdy zaměňoval pozitivní a negativní emoce, což naznačuje, že mají výrazné neurální podpisy. A bylo nejméně pravděpodobné, že nesprávně identifikuje chtíč jako jakékoli jiné emoce, což naznačuje, že chtíč vytváří vzor nervové aktivity, který je odlišný od všech ostatních emocionálních zážitků.

Podle výzkumného pracovníka Marcela Justa, Ph.D., „Zjistili jsme, že tři hlavní organizační faktory podporovaly neurální podpisy emocí, a to pozitivní nebo negativní valence emoce, její intenzita - mírná nebo silná a její socialita - zapojení nebo ne- zapojení jiné osoby.

"Takto jsou emoce organizovány v mozku."

Zdroj: Carnegie Mellon University