Теперь исследователи из Университета Рокфеллера начали разгадывать тайну того, как мозг распознает знакомые лица. Работая с макаками-резусами – приматами, чьи системы обработки лиц очень похожи на нашу, – Винрих Фрейвальд, руководитель лаборатории нейронных систем, и София Ланди, аспирантка лаборатории, обнаружили две ранее неизвестные области мозга. в распознавании лиц: области, способные интегрировать визуальное восприятие с различными видами памяти. Их результаты были опубликованы сегодня в журнале Science.
Разве я не знаю тебя?
Ученым давно известно, что мозг содержит сеть областей, которые выборочно реагируют на лица, в отличие от других типов объектов (ноги, автомобили, смартфоны).
Они также знали, что люди по-разному воспринимают знакомые и незнакомые лица. Например, мы преуспеваем в распознавании изображений знакомых лиц, даже если они замаскированы из-за плохого освещения или сняты под странным углом.
Но нам трудно распознать даже слегка измененные изображения одного и того же лица, когда оно нам незнакомо: например, две фотографии незнакомца, которых мы никогда раньше не видели, показанные с разных точек зрения или при тусклом свете.
Тем не менее попытки угадать нейронную основу этих различий между восприятием знакомых и незнакомых лиц у людей оказались безрезультатными.
Поэтому Фрейвальд и Ланди обратились к макакам, близким эволюционным кузенам, чьи сети обработки лица лучше поняты и легче изучены, чем наши собственные.
Используя функциональную магнитно-резонансную томографию, Ланди и Фрейвальд измерили активность мозга животных, когда они реагировали на изображения лиц других обезьян.
Эти лица делятся на три категории: лично знакомые лица обезьян, с которыми макаки жили годами; визуально знакомые, чьи фотографии они видели сотни раз; и совершенно незнакомые. (Для сравнения они также показали обезьянам изображения лично знакомых, визуально знакомых и незнакомых предметов.)
Исследователи ожидали, что сеть обработки лиц макак будет во многом одинаково реагировать на первые два типа лиц. Но вместо этого вся система проявила большую активность в ответ на лица давних знакомых.
Между тем лица, которые были знакомы только визуально, на самом деле вызывали снижение активности в некоторых областях.
«Вся сеть каким-то образом отличает лично знакомые лица от визуально знакомых лиц», – говорит Ланди.
Картина меняется
Еще более удивительно то, что лица животных, которых макаки знали в течение многих лет, вызвали активацию двух ранее неизвестных областей выбора лица.
Один расположен в области мозга, связанной с так называемой декларативной памятью, которая состоит из фактов и событий, которые можно сознательно вспомнить. Другая область встроена в область, связанную с социальными знаниями, такими как информация об индивидуумах и их положении в социальной иерархии – «особая форма памяти, – говорит Фрейвальд, – которая высоко развита у приматов и, конечно, у людей»."
Эти две недавно обнаруженные области мозга преподнесли еще один сюрприз.
Когда исследователи показали макакам размытые изображения лично знакомых лиц, которые постепенно становились четкими в течение получаса или около того, активность ранее известных областей обработки лиц неуклонно увеличивалась с течением времени (представьте, что диагональная линия поднимается вверх по вертикали. график). Но в новых областях сначала наблюдалось небольшое или нулевое начальное увеличение активности, за которым последовал внезапный всплеск (представьте плоскую линию, за которой следует крутая восходящая кривая) – ответ типа «все или ничего», который вызывает то, что Ланди называет «внезапным» ага. "момент" мы переживаем, когда узнаем знакомое лицо.
Эти новые результаты позволят исследователям дополнительно изучить нейронные механизмы, лежащие в основе распознавания лиц, и то, как мозг реагирует на различные виды знакомств.
«Теперь мы сможем изучить эти вещи с гораздо большей точностью, чем это было возможно раньше», – говорит Фрейвальд.
И поскольку они находятся в областях мозга, которые связаны с различными видами информации, эти новые области также должны способствовать пониманию когнитивных и перцептивных процессов, выходящих далеко за рамки зрения.
«Это открывает окно для изучения взаимодействия между восприятием лица, памятью и социальными знаниями», – говорит Ланди, который уже работает над новыми экспериментами, предназначенными именно для этого.