耳朵的转动，揭示小鼠面部反应的新线索
研究结合面部视频、关键点追踪与VTA活动记录，发现耳朵运动对不同价性刺激的区分突出，VTA光抑制也主要改变这一局部特征。
一只小鼠尝到甜味，或遇到令人回避的刺激，脸上会出现哪些变化？肉眼看上去细微的耳角、口部倾斜和胡须动作，可以组成不同的反应图案。发表于Advanced Science的研究，用视频和人工智能分析成年雄鼠在头部固定条件下的面部动作，再把这些动作与腹侧被盖区（VTA）的细胞群体活动相联系。研究发现，耳朵尤其值得看：它既帮助区分不同价性的刺激反应，也对VTA神经调节表现出敏感变化。
耳朵运动对刺激反应的分类贡献突出；VTA多巴胺与GABA群体分别关联正、负价性原型，光抑制改变耳角，整体面部相似度和嘴部指标未显著改变。
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四种刺激，让面部动作形成不同图案
研究比较蔗糖、低浓度盐水、苦味和尾部电刺激下的面部反应。前两者代表奖励相关的正价性情境，后两者代表回避相关的负价性情境。视频捕捉到的变化，在耳、口与胡须周围尤其明显。
图像分类模型在留出的试次中达到约百分之九十三的准确率，打乱标签后表现明显下降。另一种基于轮廓方向的分析，也让相同价性刺激的图像更接近。反应不只随具体刺激变化，还呈现跨刺激的共同结构。
来源：Chen Y et al. · Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) · CC BY
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不同小鼠之间，也能寻找相似反应
每只小鼠的脸有个体差异，研究进一步让网络比较两张图像的相似程度。训练时，同价性配对来自不同小鼠，异价性配对来自同一小鼠，使网络关注与反应类型有关的共同特点。
在没有用于训练的五只小鼠中，同价性图像的网络距离仍更接近。研究还建立正、负价性的轮廓特征原型，再逐帧比较新反应与原型的相似度。面部动作由此可以沿时间描述，而不是只选一张最明显的照片。
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原型相似度，捕捉短时变化
研究将这个分析用于给药后的面部视频。乙醇组逐渐更接近正价性原型，氯化锂组更接近负价性原型，盐水组变化较小。在十五分钟之后，部分组间差异更明显，显示面部特征随时间变化。
另一种化合物DOM引出的原型偏移较短暂，前十五分钟更接近正价性原型，之后回落。这里观察到的是相对于既定刺激原型的面部变化。这种连续指标让短时反应的起落可被追踪，也为比较不同状态提供了共同尺度。
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耳、口与胡须，贡献并不相同
为看清网络依赖哪些特征，研究追踪三十七个面部关键点，量化耳角、耳长、嘴部倾斜、鼻口距离与胡须动作。相同价性刺激下，多项特征呈协调变化，正负刺激的耳角与口部倾斜则出现不同方向。
瞳孔对刺激有响应，但不同条件之间未见显著差异；耳朵动力学的区分更突出。胡须反应较快，瞳孔变化较迟。这些局部特征不仅幅度不同，也有各自时间过程，组合起来才构成完整面部反应。
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仅看耳朵，已保留较多分类信息
把一段时间内的关键点轨迹交给时序模型后，只用耳朵区域就能获得约百分之八十的分类准确率，接近混合区域模型的约百分之八十三。遮挡耳朵时，另一图像模型的准确率下降也最明显。
研究还比较伴随较多跑动的试次：即使总体运动量相近，不同价性条件下耳朵姿态仍有区别。耳朵的局部变化，在整体行动相近时仍保留了区分这些反应的线索。
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VTA不同细胞群，对刺激有不同响应
同步记录显示，VTA多巴胺群体对蔗糖和盐水响应较强，GABA群体对苦味和电刺激响应较强。谷氨酸相关群体则对蔗糖和电刺激这两种较强反应情境更突出。把细胞类型分开后，整体记录中不明显的区别浮现出来。
多巴胺信号与蔗糖期间的正价性面部相似度相关，GABA信号与电刺激期间的负价性相似度相关；谷氨酸相关群体未见显著对应。面部特征和神经群体活动，形成了有细胞类型特点的联系。
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改变VTA活动，耳角首先显出变化
光抑制VTA多巴胺细胞后，正价性刺激引出的耳角变化减小；抑制GABA细胞后，负价性刺激期间的耳朵姿态改变。整体面部相似度和嘴部倾斜未见显著变化，没有刺激时也未见相应变化。
这让耳朵的突出作用，从图像分析延伸到神经调节。研究在头部固定的雄鼠与指定刺激情境中，找到一个同时关联行为特征和脑活动的细微动作。看见脸上变化的时序与部位，也就能把面部反应解释得更具体。
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