Ученые научились определять эмоции на основании активности головного мозга

Впервые на основании активности головного мозга исследователи определили, какие эмоции испытывает человек. Эксперименты проводились учеными Университета Карнеги-Меллон (США).

В рамках исследования использовались методы функциональной магнитно-резонансной томографии и машинного обучения, с помощью которых фиксировались и сопоставлялись сигналы головного мозга для определения эмоций. Результаты исследования позволяют продемонстрировать, как мозг классифицирует чувства, что является первым в науке объективным инструментом для анализа эмоций. До этого исследователям приходилось полагаться лишь на то, что демонстрировали подопытные. Такой способ не является надежным, поскольку люди зачастую неохотно рассказывают о своих переживаниях.

Определение эмоций на основании мозговой активности основывается на предыдущих открытиях, сделанных Марселом Джастом и Томом Митчеллом из этого же университета. Подобные методы они использовали для создания модели вычисления, позволяющей распознавать мысли человека о конкретных предметах.

По словам доцента Карима Кассама, который возглавляет исследование, открытие дает возможность определить отношение человека практически к любому раздражителю – флагу, торговой марке, кандидату в президенты и т.д. В эксперименте принимали участие 10 студентов-актеров. Выбор на них пал не случайно, поскольку одной из основных проблем был поиск способа вызвать эмоции у подопытных. Демонстрация видеороликов не столь эффективна – их повтор притупляет переживания. Актеры, в свою очередь, могут вызвать эмоции буквально «на заказ».

В ходе эксперимента участникам показали 9 слов, обозначающие различные состояния: злость, отвращение, зависть, страх, счастье, вожделение, гордость, грусть и стыд. Во время сканирования активности головного мозга они должны были пережить эти эмоциональные состояния несколько раз в произвольном порядке.

Чтобы определить, что эмоции действительно фиксируются, в ходе второго этапа

подопытным показали фотографии с нейтральными и омерзительными изображениями, которые они ранее не видели. Анализируя признаки искусственно вызванных на первом этапе эмоции, с помощью компьютерной модели определялось эмоциональное содержимое фотографий на основании мозговой активности. Точность определения при анализе составила 84%; точность определения наугад не превышала 50%.

На следующем этапе исследователи изучили машинный анализ признаков искусственно вызванных эмоций для определения, какие эмоции испытывали подопытные во время демонстрации отвратительных фотографий. В этом случае точность определения составила 91%. На последнем этапе ученые применили машинный анализ паттернов мозговой активности девяти участников эксперимента, чтобы предвосхитить реакцию десятого участника на раздражители. В этом случае точность определения составила 71% – по-прежнему значительно больше, чем 50% в случае определения наугад.

В результате исследователи пришли к выводу, что, несмотря на психологические различия между людьми, активность головного мозга во время переживания эмоциональных состояний у нас отличается мало. С помощью техники проще всего оказалось определить радость; сложнее всего для идентификации поддается зависть. Положительные и отрицательные эмоции имеют ярко выраженные отличительные признаки мозговой активности. При этом сложнее всего спутать с остальными эмоциями вожделение – с этим состоянием соотносится наиболее ярко выраженный паттерн активности головного мозга.