图片来源: MPI of Neurobiology / Kuhl
老鼠的面部表情揭示了它的情感，为研究人员研究情感的潜在神经元机制提供了可能性。
马克斯·普朗克神经生物学研究所的研究人员首次对老鼠的情绪面部表情进行了描述。与人类相似，当老鼠尝到甜的或苦的东西，或变得焦虑时，它们的面部表情会发生变化。有了这种测量老鼠情绪的新方法，神经生物学家可以研究情绪在大脑中产生和处理的基本机制。
快乐、厌恶、恐惧——反映这些情绪的面部表情在每个人身上都是一样的。例如，如果我们对某事感到厌恶，我们的眼睛会变窄，我们的鼻子会出现皱纹，我们的上唇会不对称地扭曲。即使是新生儿，当他们悲伤、高兴或厌恶的时候，也会有不同的面部表情。 我们也认为可以通过宠物的面部表情识别情感。相比之下，其他动物的面孔在我们看来是没有表情的。这是错误的，正如马克斯·普朗克的科学家们现在所表明的那样。
使用机器视觉，研究人员能够可靠地将五种情绪状态与老鼠的面部表情联系起来: 快乐、厌恶、恶心、疼痛和恐惧，这些情绪状态在计算机算法中可以清楚地区分出来。他们甚至可以测量这些情绪的相对强度。
快乐的表达
研究表明，老鼠的面部表情不仅仅是对环境的反应。表情也是对情感的反映。这项研究的负责人Nadine Gogolla解释说:“当老鼠口渴时舔糖水，它们比吃饱了的老鼠表现出更愉悦的面部表情。” 与此同时，尝了微咸溶液的老鼠表现出“满意”的表情，而尝了非常咸的溶液的老鼠则表现出“厌恶”的表情。从这些实验和其他实验中，研究人员得出结论，脱离了感官刺激，面部表情实际上反映了一种情绪的内在的、个体的特征。
然而，情绪不仅仅是对外部刺激的反应，它们是通过大脑本身的机制产生的。 因此，研究人员接下来研究了大脑不同区域的神经元活动如何影响面部表情。 神经生物学家能够唤起不同的情绪面部表情时，当他们激活特定的大脑区域时，已知这些区域在情绪处理中起作用。
老鼠表现出常规的面部表情，可以区分不同的情绪状态：图片来源: Julia Kuhl
情绪背后的机制
发现老鼠面部表情的主要好处是，现在可以识别引起情绪的机制。这在以前是一个问题:没有一个可靠的测量情绪的方法，很难研究它们在大脑中的起源。“我们人类可能会注意到老鼠面部的细微变化，但我们只能通过大量的经验来识别其背后的情绪，很难确定其强度，”该研究的主要作者Nejc Dolensek说。“通过我们的自动人脸识别系统，我们现在可以在毫秒的时间尺度上测量一种情绪的强度和性质，并将其与大脑相关区域的神经元活动进行比较。”其中一个大脑区域是岛叶皮层，它与动物和人类的情感行为和情感感知相关。
当科学家们用双光子显微镜测量单个神经元的活动，并同时记录下老鼠情绪化的面部表情时，令人惊讶的事情出现了:岛叶皮层的单个神经元与老鼠的面部表情反应强度相同，时间也完全相同。此外，每个神经元只与一种情绪有关。
这些结果表明“情感神经元”的存在，每个神经元都反映一种特定的感觉——至少在岛叶皮层是这样。Nadine Gogolla解释说:“通过记录面部表情，我们现在可以在小鼠动物模型中研究情绪背后的基本神经元机制。”“这是研究情绪及其处理过程中可能出现的障碍(如焦虑症或抑郁症)的重要前提。”
文献来源:
N. Dolensek el al., "Facial expressions of emotion states and their neuronal correlates in mice," Science (2020).
https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aaz9468
B. Girard el al., "Revealing animal emotions," Science (2020).
https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.abb2796
新闻报道来源：
https://phys.org/news/2020-04-mouse-reveals-emotions.html
作者：Stefanie Merker, Max Planck Society
译文校稿：LuLu
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