Utilizzando un modello di rete neurale che riproduce il cervello su un computer, un gruppo di ricercatori della Tohoku University ha svelato come questo accade.

La rivista Scientific Reports ha pubblicato i risultati il ​​26 luglio 2021.

"Gli esseri umani riconoscono emozioni diverse, come tristezza e rabbia guardando le espressioni facciali. Eppure si sa poco su come arriviamo a riconoscere emozioni diverse in base alle informazioni visive delle espressioni facciali", ha detto il coautore dell'articolo, Yuta Takahashi.

"Non è nemmeno chiaro quali cambiamenti si verificano in questo processo che porta le persone con disturbo dello spettro autistico a lottare per leggere le espressioni facciali".

Il gruppo di ricerca ha utilizzato la teoria dell'elaborazione predittiva per aiutare a capire di più. Secondo questa teoria, il cervello predice costantemente il prossimo stimolo sensoriale e si adatta quando la sua previsione è sbagliata. Le informazioni sensoriali, come le espressioni facciali, aiutano a ridurre l'errore di previsione.

Il modello della rete neurale artificiale incorporava la teoria dell'elaborazione predittiva e riproduceva il processo di sviluppo imparando a prevedere come si sarebbero mosse parti del viso nei video dell'espressione facciale. Successivamente, i gruppi di emozioni sono stati auto-organizzati nello spazio neuronale di livello superiore del modello di rete neurale, senza che il modello sapesse a quale emozione corrisponde l'espressione facciale nel video.

Il modello potrebbe generalizzare le espressioni facciali sconosciute non fornite nella formazione, riproducendo i movimenti delle parti facciali e riducendo al minimo gli errori di previsione.

In seguito, i ricercatori hanno condotto esperimenti e indotto anomalie nelle attività dei neuroni per studiare gli effetti sullo sviluppo dell'apprendimento e sulle caratteristiche cognitive. Nel modello in cui l'eterogeneità dell'attività nella popolazione neurale è stata ridotta, è diminuita anche la capacità di generalizzazione; quindi, la formazione di cluster emotivi nei neuroni di livello superiore è stata inibita. Ciò ha portato a una tendenza a non riuscire a identificare l'emozione di espressioni facciali sconosciute, un sintomo simile del disturbo dello spettro autistico.

Secondo Takahashi, lo studio ha chiarito che la teoria dell'elaborazione predittiva può spiegare il riconoscimento delle emozioni dalle espressioni facciali utilizzando un modello di rete neurale.

"Speriamo di approfondire la nostra comprensione del processo attraverso il quale gli esseri umani imparano a riconoscere le emozioni e le caratteristiche cognitive delle persone con disturbo dello spettro autistico", ha aggiunto Takahashi. "Lo studio aiuterà a far progredire lo sviluppo di metodi di intervento appropriati per le persone che hanno difficoltà a identificare le emozioni".