Une machine qui reconnaît des émotions ?

Dans la littérature scientifique est largement apparue l’idée que le cerveau est le siège, non seulement de la pensée rationnelle, mais aussi des réactions émotionnelles. Une façon de rendre compte de cette activité est l’étude des réponses physiologiques que donnent les individus dans une situation qui provoque des émotions.

L’électroencéphalogramme (EEG) montre l’activité électrique du cerveau, qui est mesurée en cinq types d’ondes différentes (gamma, beta, alpha, thêta, et delta) liées aux différentes quantités d’activation et aux différents processus qui se déroulent dans le cerveau lors du traitement de l’information. Cet outil est utilisé dans le domaine de « l’informatique affective du cerveau» (brain-affective computing) qui vise à déceler les états émotionnels à partir de mesures neurophysiologiques pour améliorer l’interaction entre les ordinateurs et les êtres humains.

Jusqu’à présent, des études ont mesuré l’activité du cerveau dans des réactions émotionnelles sur une base de mesures uniques pour chaque participant, ce qui ne permettait pas de conclure si cette activité évoluait au fil du temps. Cela change avec l’apport des chercheurs de l’université Shanghai Jiao Tong, qui ont identifié différents schémas de fonctionnement cérébral liés aux émotions, à partir de plusieurs enregistrements d’EEG pour chaque participant.

 Ils ont demandé aux 15 participants de l’étude de regarder 3 fois un extrait de film associé aux émotions positives, négatives ou neutres, chaque visionnage avec un intervalle d’une semaine ou plus. Ils ont mesuré l’activité cérébrale en utilisant un casque avec 62 électrodes et un enregistrement des visages des participants. Après visionnage, ces derniers devaient aussi répondre à un questionnaire en reportant  leurs réactions émotionnelles aux vidéos.

Les résultats montrent, à partir d’une machine qui utilise un algorithme d’analyse de données, que les réactions émotionnelles positives, neutres et négatives sont stables dans le temps et liées aux différentes parties du cortex et aux différentes fréquences d’activité. Les chercheurs ont trouvé que pour les émotions positives, les lobes temporaux latéraux s’activent pour les ondes beta et gamma. Pour les émotions neutres, ce sont les lobes pariétaux et occipitaux qui s’activent pour les ondes alpha. Tandis que pour les émotions négatives, les lobes pariétaux et occipitaux s’activent pour les ondes delta, et les lobes préfrontaux pour les ondes gamma.

Le champ d’application est vaste, depuis des ordres donnés par des patients avec de sévères troubles de la motricité directement à des machines, en passant par des thérapies comme le neuro-feedback où le patient apprend à réguler ses états émotionnels à l’aide d’une interface, jusqu’aux jeux vidéo, où les personnages réagissent aux états émotionnels des joueurs.

Il reste encore beaucoup de chemin à parcourir dans la compréhension des émotions. Pour le futur, les chercheurs veulent inclure dans leurs expériences des facteurs comme l’âge, le sexe, et la culture.

Source : arXiv:1601.02197v1 « Identifying Stable Patterns over Time for Emotion Recognition from EEG »

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