Kognitionswissenschaft: Computer erkennt 21 Gesichtsausdrücke

Wie erkennen Menschen Emotionen? Ein neues Computermodell soll helfen, das besser zu verstehen. Um es zu entwickeln, untersuchten US-Forscher Gesichtsausdrücke - und ordneten sie 15 neuen Gefühlen zu.

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Gesichtsausdrücke für fröhlich, angeekelt und angeekelt-fröhlich (von links): 5.000 Fotos von 230 Probanden
Gesichtsausdrücke für fröhlich, angeekelt und angeekelt-fröhlich (von links): 5.000 Fotos von 230 Probanden (Bild: Ohio State University)

Wie fühlt sich ein Mensch? Welche Stimmung drückt er mit seiner Mimik aus? Aleix Martinez und sein Team haben einem Computer beigebracht, 21 verschiedene Gesichtsausdrücke zu unterscheiden - mehr als dreimal so viele wie bisher. Mit dem Computermodell wollen sie die Funktionsweise des Gehirns besser verstehen.

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Die Kognitionswissenschaftler von der Universität des US-Bundesstaates Ohio in Columbus engagierten 230 Probanden - 130 weibliche und 100 männliche - und ließen sie das Gesicht verziehen nach Vorgaben wie "Du hast gerade unerwartet eine gute Nachricht bekommen" oder "Du hast gerade einen schlechten Geruch in der Nase".

5.000 Fotos

Anschließend analysierten die Forscher die Aufnahmen - insgesamt rund 5.000 Stück - und markierten darauf die Veränderungen der Gesichtszüge, etwa ob die Mundwinkel nach oben oder unten gingen oder ob die Probanden ihre Augenbrauen oder Wangen hoben. Daraus deduzierten sie 21 Gesichtsausdrücke für verschiedene Stimmungen.

Kognitionswissenschaftler unterscheiden sechs Grundemotionen: angeekelt, ängstlich, ärgerlich, fröhlich, traurig und überrascht. Die Forscher um Martinez fanden 15 weitere, die sich aus den Grundemotionen zusammensetzen, etwa fröhlich-überrascht oder traurig-ärgerlich. Selbst eine Kombination wie fröhlich-angeekelt ist möglich.

21 Gefühle

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"Wir sind über Gesichtsausdrücke für einfache Gefühle wie 'glücklich' oder 'traurig' hinausgegangen", sagt Martinez."Wir fanden eine starke Übereinstimmung dabei, wie die Probanden ihre Gesichtsmuskeln bewegen, um 21 Kategorien von Gefühlen zu zeigen. Das ist erstaunlich. Es zeigt, dass diese 21 Gefühle von praktisch jedem auf gleiche Weise ausgedrückt werden, zumindest in unserer Kultur."

Sie hätten dann ein Computermodell entwickelt, um diese 21 Emotionen zu erkennen, schreiben die Forscher in der US-Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences. Mit diesem Computermodell wollen sie Gefühle im Gehirn besser erkennen. Das soll helfen, Erkrankungen wie etwa posttraumatische Belastungsstörungen besser zu diagnostizieren und zu behandeln.

Porträt mit Primärfarben

Dafür sei es wichtig gewesen, die Zahl der Emotionen zu vergrößern, erklärt Martinez: Die Funktionsweise eines menschlichen Gehirns mit nur sechs Kategorien zu entschlüsseln sei, wie ein Porträt nur mit den Primärfarben zu malen. Das Ergebnis könne nur ein abstraktes Bild sein, kein lebensechtes.

"In der Kognitionswissenschaft haben wir diese Grundvorstellung, dass das Gehirn ein Computer ist. Also wollen wir den Algorithmus in unserem Gehirn finden, der es uns ermöglicht, Gefühle in Gesichtsausdrücken zu erkennen", sagt Martinez. Mit lediglich sechs Grundemotionen sei das sehr schwierig gewesen. "Hoffentlich haben wir durch die weiteren Kategorien jetzt eine bessere Möglichkeit, den Algorithmus im Gehirn zu entschlüsseln und zu analysieren."

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