Naukowcy odkryli, jak mózg rozpoznaje twarze
Na pierwszy rzut oka można rozpoznać twarz przyjaciela - czy jest ona radosna czy smutna, nawet jeśli nie widzieliśmy go przez dekadę. Jak działa mózg, skoro może efektywnie i łatwo rozpoznawać znajome twarze nawet po wielu latach, kiedy już się zmienią i zestarzeją?
Badacze z Uniwersytetu Carnegie Mellon są bliżej niż kiedykolwiek do zrozumienia neuronalnej podstawy identyfikacji twarzy. W badaniu opublikowanym w czasopiśmie "Proceedings of National Academy of Sciences" przedstawiono kiedyś bardzo zaawansowane narzędzia obrazowania mózgu i metody obliczeniowe, potrzebne do pomiaru procesów mózgowych w czasie rzeczywistym. Procesy te prowadzą do rozpoznania wyglądu twarzy, a w efekcie – do rozpoznania danej osoby.
Zespół badawczy ma nadzieję, że wyniki mogą być wykorzystane w najbliższej przyszłości, aby zlokalizować dokładne miejsce, w którym wizualny system postrzegania rozkłada się w przypadku różnych schorzeń i urazów, od dysleksji rozwojowej do prozopagnozji – czyli do tzw. "ślepoty twarzy", zaburzenia, w przypadku którego osoba nie potrafi rozpoznawać twarzy, nawet swoich bliskich.
1. Rozpoznawanie twarzy zabiera naszym mózgom kilka milisekund
"Nasze wyniki stanowią krok w kierunku zrozumienia etapów przetwarzania informacji, które zaczynają się, gdy obraz twarzy po raz pierwszy trafia do oka osoby i rozkłada się w ciągu najbliższych kilkuset milisekund, dopóki dana osoba jest w stanie rozpoznać tożsamość człowieka, którego widzi" – mówi dr hab. Mark D. Vida, pracownik naukowy w Kolegium Humanistycznym Dietrich, na Wydziale Nauk Społecznych i Psychologii.
Zobacz także
Aby ustalić, w jaki sposób mózg może szybko rozróżniać twarze, naukowcy skanowali mózgi czterech osób, korzystając z magnetoencefalografii - techniki obrazowania elektrycznej czynności mózgu, za pomocą rejestracji pola magnetycznego wytworzonego przez ten organ (MEG). MEG pozwoliło im mierzyć bieżącą aktywność mózgu milisekunda po milisekundzie, podczas gdy uczestnicy oglądali obrazy z 91 różnymi osobami z dwoma minami każda: szczęśliwą i obojętną. Uczestnicy wskazywali, gdy uznali, że twarz tej samej osoby została powtórzona, tylko z inną miną.
2. Nowa metoda badania mózgu
Skany MEG pozwoliły naukowcom nakreślić dla każdego z wielu punktów mózgu wykres aktywności. Dzięki temu mogą zobaczyć, jak mózg koduje informacje o tożsamości widzianych ludzi. Zespół porównał również dane o tym, jak mózg zachowuje znajome twarze. Następnie wyniki były potwierdzone przez porównanie danych neuronowych do informacji zawartych w różnych częściach symulacji komputerowej sztucznej sieci neuronowej, która była szkolona do rozpoznawania tej samej osoby z obrazów twarzy.
"Łącząc szczegółowe informacje uzyskane z badania MEG z modelami obliczeniowymi, mającymi pokazać, jak działa system wizualizacji, mamy potencjał, aby zyskać wgląd w procesy, jakie zachodzą w mózgu w czasie rzeczywistym – i to możemy zobaczyć nie tylko te dotyczące rozpoznawania twarzy" - mówi David C. Plaut, profesor psychologii i członek CNBC.
Potrzebujesz konsultacji z lekarzem, e-zwolnienia lub e-recepty? Wejdź na abcZdrowie Znajdź Lekarza i umów wizytę stacjonarną u specjalistów z całej Polski lub teleporadę od ręki.