Jaringan Saraf Tiruan Memodelkan Pemrosesan Wajah Autisme

Jaringan Saraf Tiruan Memodelkan Pemrosesan Wajah Autisme

Jaringan Saraf Tiruan Memodelkan Pemrosesan Wajah Autisme – Model komputasi baru dapat menjelaskan perbedaan dalam mengenali emosi wajah.

Banyak dari kita dengan mudah mengenali emosi yang diekspresikan di wajah orang lain. Senyum bisa berarti kebahagiaan, sementara cemberut bisa menunjukkan kemarahan. Orang autis sering memiliki waktu yang lebih sulit dengan tugas ini.

Jaringan Saraf Tiruan Memodelkan Pemrosesan Wajah Autisme

Tidak jelas mengapa. Tetapi penelitian baru, yang diterbitkan 15 Juni di The Journal of Neuroscience, menyoroti cara kerja bagian dalam otak untuk menyarankan jawaban. Dan itu dilakukan dengan menggunakan alat yang membuka jalur baru untuk memodelkan komputasi di kepala kita: kecerdasan buatan.

Para peneliti terutama menyarankan dua area otak di mana perbedaannya mungkin terletak. Sebuah wilayah di sisi otak primata (termasuk manusia) yang disebut korteks temporal inferior (IT) berkontribusi pada pengenalan wajah. Sementara itu, wilayah yang lebih dalam yang disebut amigdala menerima masukan dari korteks TI dan sumber lain dan membantu memproses emosi.

Kohitij Kar, seorang ilmuwan peneliti di laboratorium MIT Profesor James DiCarlo, berharap untuk membidik jawabannya. (DiCarlo, Profesor Peter de Florez di Departemen Ilmu Otak dan Kognitif, adalah anggota Institut McGovern untuk Penelitian Otak dan direktur MIT’s Quest for Intelligence.)

Kar memulai dengan melihat data yang diberikan oleh dua peneliti lain: Shuo Wang di Universitas Washington di St. Louis dan Ralph Adolphs di Caltech. Dalam satu percobaan, mereka menunjukkan gambar wajah kepada orang dewasa autis dan kontrol neurotipikal.

Gambar-gambar telah dihasilkan oleh perangkat lunak untuk bervariasi pada spektrum dari ketakutan hingga bahagia, dan para peserta menilai, dengan cepat, apakah wajah-wajah itu menggambarkan kebahagiaan. Dibandingkan dengan kontrol, orang dewasa autis membutuhkan tingkat kebahagiaan yang lebih tinggi di wajah untuk melaporkan bahwa mereka bahagia.

Pemodelan otak

Kar, yang juga anggota Center for Brains, Minds and Machines, melatih jaringan saraf tiruan, sebuah fungsi matematika kompleks yang terinspirasi oleh arsitektur otak, untuk melakukan tugas yang sama. Jaringan tersebut berisi lapisan unit yang secara kasar menyerupai neuron biologis yang memproses informasi visual.

Lapisan-lapisan ini memproses informasi saat melewati dari gambar masukan ke penilaian akhir yang menunjukkan kemungkinan bahwa wajah bahagia. Kar menemukan bahwa perilaku jaringan lebih cocok dengan kontrol neurotipikal daripada orang dewasa autis.

Jaringan juga melayani dua fungsi yang lebih menarik. Pertama, Kar bisa membedahnya. Dia menanggalkan lapisan dan menguji ulang kinerjanya, mengukur perbedaan antara seberapa cocok dengan kontrol dan seberapa cocok dengan orang dewasa autis.

Perbedaan ini paling besar ketika output didasarkan pada lapisan jaringan terakhir. Pekerjaan sebelumnya telah menunjukkan bahwa lapisan ini dalam beberapa hal meniru korteks IT, yang berada di dekat ujung pipa pemrosesan visual ventral otak primata. Hasil Kar melibatkan korteks TI dalam membedakan kontrol neurotipikal dari orang dewasa autis.

Fungsi lainnya adalah jaringan dapat digunakan untuk memilih gambar yang mungkin lebih efisien dalam diagnosis autisme. Jika perbedaan antara seberapa dekat jaringan cocok dengan kontrol neurotipikal versus orang dewasa autis lebih besar ketika menilai satu set gambar versus set gambar lainnya, set pertama dapat digunakan di klinik untuk mendeteksi ciri-ciri perilaku autis.

Jaringan Saraf Tiruan Memodelkan Pemrosesan Wajah Autisme

“Ini adalah hasil yang menjanjikan,” kata Kar. Model otak yang lebih baik akan muncul, “tetapi seringkali di klinik, kita tidak perlu menunggu produk terbaik mutlak.”

Selanjutnya, Kar mengevaluasi peran amigdala. Sekali lagi, dia menggunakan data dari Wang dan rekan-rekannya. Mereka telah menggunakan elektroda untuk merekam aktivitas neuron di amigdala orang yang menjalani operasi untuk epilepsi saat mereka melakukan tugas wajah. Tim menemukan bahwa mereka dapat memprediksi penilaian seseorang berdasarkan aktivitas neuron ini.

Kar menganalisis kembali data, kali ini mengontrol kemampuan lapisan jaringan seperti korteks TI untuk memprediksi apakah wajah benar-benar bahagia. Sekarang, amigdala memberikan informasi yang sangat sedikit. Kar menyimpulkan bahwa korteks TI adalah kekuatan pendorong di balik peran amigdala dalam menilai emosi wajah.

Related Post