2020年4月3日，德國MaxPlanck神經(jīng)生物學(xué)研究的Nadine Gogolla團(tuán)隊在Science上發(fā)表了題為Facial expressions of emotion states and their neuronal correlates in mice的文章，報道了研究人員通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法解鎖了實(shí)驗(yàn)室小鼠的面部表情，發(fā)現(xiàn)了小鼠活動與特定情緒相關(guān)的神經(jīng)回路。

該研究小組將小鼠的頭部固定，然后提供引發(fā)特定情緒的不同刺激，對小鼠的面部拍照。例如，研究人員給予小鼠蔗糖或奎寧溶液，以喚起愉悅或厭惡感；給小鼠尾巴施加了微小電擊使其痛苦；注射氯化鋰誘發(fā)小鼠不適。

為了確保識別出的面部表情代表真正的情感，他們調(diào)節(jié)對尾巴電擊的強(qiáng)度以及奎寧和蔗糖的濃度，實(shí)驗(yàn)人員觀察到動物面部表情的強(qiáng)度也在增加。低濃度的鹽溶液會在動物的臉上引起愉悅的表情（類似蔗糖實(shí)驗(yàn)中的表情），而高濃度的鹽溶液會使它們表現(xiàn)出厭惡。這表明了不同刺激可以產(chǎn)生相同的情感表達(dá)。

機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以識別出特定表情，這些表情是由一組特定的面部肌肉運(yùn)動產(chǎn)生的。這些表情與誘發(fā)的情緒狀態(tài)相關(guān)，例如愉悅、厭惡或恐懼。體驗(yàn)愉悅感的小鼠將鼻子朝其嘴巴向下拉，并將耳朵和下巴向前拉。相反，當(dāng)它處于疼痛狀態(tài)時，它會向后拉耳朵，使臉頰變大，有時會斜視。面部表情還具有持久性，其程度與刺激強(qiáng)度相關(guān)。

接下來，研究人員搜尋了可能在大腦中編碼這些情緒的神經(jīng)元。他們通過光遺傳學(xué)技術(shù)，把小鼠的單個神經(jīng)元回路作為目標(biāo)，已證明這些回路可以觸發(fā)人類和其他動物的特殊情緒。當(dāng)研究人員直接刺激這些腦回路時，誘發(fā)了小鼠與之相關(guān)的面部表情。最后，研究小組使用雙光子鈣成像技術(shù)，識別了小鼠大腦中的單個神經(jīng)元，且只有在喚起特定的情感和特定的面部表情時才會觸發(fā)該神經(jīng)元。該課題組認(rèn)為這些神經(jīng)元可能代表了大腦情緒編碼的一部分。他們認(rèn)為情感編碼可能是進(jìn)化保守的，因此人類和小鼠的編碼可能具有一些共同的特征。