Σάββατο, 9 Σεπτεμβρίου 2017

Το «άρωμα» της κοινωνικής έλξης. Scents and social preference: Neuroscientists ID the roots of attraction

Felice Casorati, People, 1910. Οι κοινωνικοί δεσμοί μας, και ιδίως οι οικογενειακοί, διέπονται από μια πολύπλοκη οργανική εξίσωση, την οποία έφεραν στο φως οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο. Culminating a series of studies stretching back eight years, biologists have identified the cellular and molecular basis for social preference, known in the animal kingdom as 'imprinting.' Through in vivo experiments, the researchers found the neurological roots of kinship attraction and aversion. They also employed genetics screening to find the regulators controlling this behavior. The study carries implications for understanding social attraction and aversion in a range of animals and humans.

Ένα αρνάκι απομακρύνεται από την οικογένειά του. Και όμως, όταν βρεθεί ακόμη και μέσα σε ένα τεράστιο κοπάδι προβάτων που μοιάζουν ολόιδια, το… απολωλός (μικρό) πρόβατο είναι σε θέση να εντοπίσει τους συγγενείς του. Οι σολομοί πάλι κολυμπούν τεράστιες αποστάσεις αλλά καταφέρνουν να επιστρέψουν στο «σπίτι» τους προκειμένου να αναπαραχθούν με ακρίβεια… εκατοστού.

Οι επιστήμονες γνώριζαν επί μακρόν τους «οικογενειακούς δεσμούς» πολλών ειδών ζώων - η διαδικασία αυτή της ανάπτυξης συγγενικών δεσμών στα ζώα είναι γνωστή και ως «αποτύπωση» -, ωστόσο άγνωστοι παρέμεναν οι κυτταρικοί και μοριακοί μηχανισμοί που τους διέπουν. Τώρα βιολόγοι από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο «ξεκλείδωσαν» βασικά στοιχεία αυτών των μυστηρίων ανοίγοντας τον δρόμο της καλύτερης κατανόησης σχετικά με την κοινωνική «έλξη» και «άπωση» σε όλα τα ζώα (συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου).

Οκτώ έτη «οικογενειακών» πειραμάτων σε βατράχους

Researchers at UCSD have isolated two microRNA molecules that are responsible for mediating neurotransmission switching from aversion to attraction, and vice versa. Source: UCSD.

Με δημοσίευσή τους στη διαδικτυακή έκδοση της επιθεώρησης «Neuron» οι ερευνητές αναφέρουν ότι διεξήγαγαν επί μια οκταετία διάφορες νευροβιολογικές έρευνες και πειράματα σε γυρίνους (βάτραχοι σε προνυμφική μορφή) καθώς είναι γνωστό ότι κολυμπούν σε ομάδες με άλλα μέλη της οικογενείας τους. Τα πειράματα επικεντρώθηκαν σε κοινά οσφρητικά σημάδια της οικογενείας, σε «οσμές συγγενικού τύπου», και αποκάλυψαν τους μηχανισμούς μέσω των οποίων γυρίνοι δύο έως τεσσάρων ημερών επιλέγουν να κολυμπούν με μέλη της οικογενείας τους παρά με… αγνώστους. Τα πειράματα έδειξαν επίσης ότι γυρίνοι που είχαν εκτεθεί σε μυρωδιές βατράχων εκτός της οικογενείας τους είχαν την τάση να κολυμπούν με την ομάδα από την οποία προερχόταν η εκάστοτε οσμή, ξεφεύγοντας έτσι από τα στενά οικογενειακά όρια.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι αυτή η αλλαγή έχει τη ρίζα της σε εναλλαγές στα επίπεδα συγκεκριμένων νευροδιαβιβαστών. Ο νευροδιαβιβαστής ντοπαμίνη εντοπιζόταν σε υψηλά επίπεδα στις περιπτώσεις οικογενειακού «δεσίματος», ωστόσο στις περιπτώσεις «τεχνητής συγγένειας», όταν δηλαδή οι γυρίνοι ακολουθούσαν μέλη εκτός της οικογενείας τους, αυξάνονταν τα επίπεδα ενός άλλου νευροδιαβιβαστή, του GABA.

«Κλειδί» τα επίπεδα νευροδιαβιβαστών

Εντοπίστηκαν μοριακοί και γενετικοί μηχανισμοί που σχετίζονται με οσμές και συντελούν στις κοινωνικές προτιμήσεις μας. A confocal image of a tadpole brain reveals dopaminergic (green) neurons, the type increased in typical kinship recognition, and GABAergic (red) neurons, those elevated in cases of expanded social kinship. Credit: UC San Diego

«Με βάση τα ευρήματα είδαμε καθαρά ότι αυτοί οι νευροδιαβιβαστές πράγματι ελέγχουν μια συγκεκριμένη συμπεριφορά» σημείωσε ο Νταβίντ Ντούλτσις, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Ψυχιατρικής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, εκ των επικεφαλής της νέας μελέτης και προσέθεσε: «Μπορεί κάποιος να φανταστεί πόσο σημαντικό είναι αυτό σε ό,τι αφορά τις κοινωνικές προτιμήσεις και συμπεριφορές. Υπάρχουν έμφυτες αποκρίσεις στις σχέσεις, στο πώς ερωτευόμαστε και στο πώς αποφασίζουμε αν μας αρέσει κάποιος. Στο πλαίσιο αυτό χρησιμοποιούνται από τον οργανισμό πολλοί μηχανισμοί και μεταξύ αυτών οι οσμές αποτελούν σημαντικό κομμάτι της εξίσωσης των κοινωνικών προτιμήσεων».

Οι γενετικές ρίζες

Η ερευνητική ομάδα όμως πήγε την έρευνά της ένα βήμα πιο πέρα, αναζητώντας και τους γενετικούς μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από αυτές τις διαδικασίες. Με τη βοήθεια της αλληλούχησης του γονιδιώματος απομόνωσε δύο microRNA-«κλειδιά» (τα microRNA είναι μόρια που εμπλέκονται στον συντονισμό της γονιδιακής έκφρασης). Πρόκειται για το microRNA-375 και το microRNA-200b τα οποία, όπως φάνηκε, αποτελούν ρυθμιστές της διαδικασίας εναλλαγής των νευροδιαβιβαστών σε ό,τι αφορά την έλξη και την άπωση, επιδρώντας στην έκφραση των γονιδίων Pax6 και Bcl11b, τα οποία και τελικώς ελέγχουν την κολυμβητική συμπεριφορά των γυρίνων.

Ο Νικ Σπίτζερ, επίσης εκ των επικεφαλής της μελέτης, καθηγητής του Τμήματος Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο και ένας εκ των διευθυντών του Ινστιτούτου Kavli για τον Εγκέφαλο του ίδιου Πανεπιστήμιου σημείωσε ότι «η κοινωνική αλληλεπίδραση είτε αφορά τις σχέσεις στον χώρο εργασίας είτε αυτές με την οικογένεια και τους φίλους μας είναι ένα πολυπαραγοντικό ζήτημα. Ως ανθρώπινα όντα είμαστε άκρως πολύπλοκα και πολλοί μηχανισμοί εμπλέκονται στο κοινωνικό δέσιμο με τους άλλους». Ο δρ Σπίτζερ κατέληξε λέγοντας ότι «με βάση τα νέα στοιχεία είναι πολύ πιθανό ο μηχανισμός που ανακαλύψαμε σχετικά με τις εναλλαγές των κοινωνικών προτιμήσεων ως απόκριση σε οσφρητικά ερεθίσματα να συντελεί τελικώς στους κοινωνικούς δεσμούς μας».

Πηγές: Davide Dulcis et al. Neurotransmitter Switching Regulated by miRNAs Controls Changes in Social PreferenceNeuron, August 2017 DOI: 10.1016/j.neuron.2017.08.023 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=899693

Αλγόριθμοι αναγνωρίζουν σεξουαλικές προτιμήσεις και καλυμμένα πρόσωπα. Controversial AI Beats Humans at Detecting Sexual Orientation

Φόβοι για παραβίαση της ιδιωτικότητας. An algorithm deduced the sexuality of people on a dating site with up to 91% accuracy, raising tricky ethical questions. An illustrated depiction of facial analysis technology similar to that used in the experiment. Illustration: Alamy

Δύο νέοι αλγόριθμοι αποδεικνύονται ικανότεροι του ανθρώπου στην αναγνώριση προσώπων. Ο ένας μπορεί να διακρίνει τις σεξουαλικές προτιμήσεις του ατόμου και ο άλλος τα χαρακτηριστικά του προσώπου ακόμα κι αν είναι καλυμμένα από μάσκα.

Το πρώτο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης δημιουργήθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου Στάνφορντ με επικεφαλής τον Μάικλ Κοζίνσκι και παρουσιάστηκε στο Journal of Personality and Social Psychology.

Aggregate appearances and composite faces created by the researchers of feature classified as "most and least likely to be gay." Credit: Michael Kosinski/Yilun Wang

Το σύστημα βασίζεται στην παραδοχή ότι συχνά οι ομοφυλόφιλοι άνδρες έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά και εκφράσεις προσώπου διαφορετικά από τους ετεροφυλόφιλους, όπως μεγαλύτερη θηλυκότητα, πιο στενό σαγόνι, πιο μακριά μύτη, μεγαλύτερο μέτωπο κ.α. Από την πλευρά τους, οι ομοφυλόφιλες γυναίκες έχουν συχνότερα μεγαλύτερη γνάθο και μικρότερο μέτωπο σε σχέση με τις ετεροφυλόφιλες.

Τα πειράματα έδειξαν ότι ο αλγόριθμος μπορεί να αναλύσει φωτογραφίες προσώπων και να διακρίνει τους ομοφυλόφιλους από τους ετεροφυλόφιλους με ποσοστό επιτυχίας 81% στους άνδρες και 74% στις γυναίκες. Όταν μάλιστα το λογισμικό «διάβασε» όχι μία αλλά πέντε φωτογραφίες του ίδιου προσώπου, τότε τα ποσοστά επιτυχίας του ανέβηκαν σε 91% και 83%.

 
Deep neural networks were used to extract features. Credit: Michael Kosinski/Yilun Wang

Συγκριτικά, άνθρωποι που μελέτησαν τα ίδια πρόσωπα είχαν αντίστοιχα ποσοστά επιτυχίας 61% και 54%. Σύμφωνα με τους ερευνητές, «τα πρόσωπα περιέχουν πολύ περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το σεξουαλικό προσανατολισμό από όσες είναι δυνατό να αντιληφθεί και να ερμηνεύσει ο ανθρώπινος εγκέφαλος».

Να σημειωθεί ότι στο πείραμα δεν συμπεριλήφθηκαν αμφισεξουαλικά και διεμφυλικά άτομα. Όμως, οι νέες δυνατότητες της τεχνητής νοημοσύνης ήδη γεννούν ανησυχίες για την πιθανή κατάχρησή τους, είτε για ευρεία παραβίαση της ιδιωτικότητας των ανθρώπων, είτε για διακρίσεις από αυταρχικές κυβερνήσεις και εταιρείες σε βάρος της κοινότητας των ΛΟΑΤ.

Ο κίνδυνος, μεταξύ άλλων, είναι να καθιερωθεί η δημιουργία ενός αυτόματου ψυχολογικού «προφίλ» των ανθρώπων, που θα περιλαμβάνει εκτιμήσεις του υπολογιστή για το σεξουαλικό προσανατολισμό τους, αλλά και για άλλα πράγματα, από τα στοιχεία-κλειδιά της προσωπικότητάς τους και τις πιθανές εγκληματικές τάσεις τους έως τις πολιτικές πεποιθήσεις του καθενός (οπότε θα μπορεί να συλλαμβάνεται προληπτικά).

Ο δεύτερος αλγόριθμος καταφέρνει να αναγνωρίσει κάποιον ακόμη κι αν αυτός φοράει μαύρα γυαλιά, μαντήλι στο στόμα, κατεβασμένο καπέλο ή απλή μάσκα.

It's now possible to use AI to identify protesters who are masked or otherwise wear disguises.

Οι δοκιμές με 2.000 φωτογραφίες ατόμων που φορούσαν καπέλα, γυαλιά, σηκωμένα φουλάρια και ψεύτικα μούσια, έδειξαν ότι ο αλγόριθμος μηχανικής μάθησης έχει ποσοστό επιτυχίας 77% για όσους φοράνε μαντήλι, 69% για όσους φοράνε μαντήλι και καπέλο και 55% για όσους φοράνε μαντήλι, καπέλο και μαύρα γυαλιά.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, με επικεφαλής τον Αμαρτζότ Σινγκ, έκαναν ήδη μια προδημοσίευση και πρόκειται να παρουσιάσουν επίσημα το νέο σύστημα αναγνώρισης προσώπου στη Διεθνή Συνδιάσκεψη για την Υπολογιστική Όραση στην Ιταλία τον Οκτώβριο, σύμφωνα με το New Scientist.

Το σύστημα, που βασίζεται στην ανάλυση 14 χαρακτηριστικών-κλειδιών του προσώπου, θα μπορούσε να βρει πολλές χρήσεις, από τον εντοπισμό εγκληματιών έως ανεπιθύμητων διαδηλωτών. Αρκεί στον αλγόριθμο να «διαβάσει» έστω ένα μέρος από αυτά τα 14 χαρακτηριστικά, ιδίως γύρω από τα μάτια και το στόμα, για να μαντέψει την ταυτότητα του ανθρώπου.

«Κατ' ουσίαν το σύστημα μπορεί να δει διαμέσου της μάσκας», εξηγεί ο Δρ Σινγκ, ο οποίος προσθέτει ότι οι έρευνες θα επεκταθούν για να μελετηθεί κατά πόσο το σύστημα μπορεί να γίνει ικανό να αναγνωρίσει κάποιον που φορά άκαμπτη πλαστική μάσκα.

Παραδέχεται πάντως, ότι το σύστημα «κατά κάποιο τρόπο παραβιάζει την ιδιωτικότητα των ανθρώπων» και μπορεί να αξιοποιηθεί δεόντως από αυταρχικές κυβερνήσεις.

Όλο και περισσότερες υπηρεσίες ασφαλείας ανά τον κόσμο καταφεύγουν σε λογισμικά αυτόματης αναγνώρισης προσώπου τόσο μέσα από φωτογραφίες όσο και από βίντεο. Προς το παρόν, κανένα σύστημα διεθνώς (από όσα τουλάχιστον είναι γνωστά) δεν θεωρείται τέλειο.