Na pozór banalną czynnością jest rozpoznanie czy twarz przyjaciela jest radosna lub smutna, a nawet dostrzeżenie jeśli nie widzimy jej przez długi czas. Zagadnieniem jednak pozostaje mechanizm, według którego działa mózg, kiedy rozpoznaje znajome twarze z tak dużą łatwością i efektywnością, pomimo ich szerokiej zmienności.

Badacze z Carnegie Mellon University są bliżej niż kiedykolwiek zrozumienia neuronalnej podstawy identyfikacji twarzy

W badaniu opublikowanym 26 grudnia 2016 w „Proceedings of the National Academy of Sciences”, wykorzystali oni bardzo zaawansowane narzędzia obrazowania mózgu i metod obliczeniowych do pomiaru procesów mózgowych w czasie rzeczywistym, które odpowiadają za przekształcenie wyglądu twarzy do aktu rozpoznania danej osoby. Zespół badawczy ma nadzieję, że wyniki zostaną wykorzystane w najbliższej przyszłości, aby zlokalizować dokładne miejsce, w którym wizualny system postrzegania załamuje się, czego konsekwencją są schorzenia i urazy typu dysleksja rozwojowa, prozopagnozja czy ślepota twarzy.

„Nasze wyniki stanowią krok w kierunku zrozumienia etapu przetwarzania informacji, który zaczyna się, gdy obraz twarzy po raz pierwszy wkracza w pole widzenia oka danej osoby i przetwarzany jest w ciągu najbliższych kilkuset milisekund, dopóki dana osoba nie jest w stanie w pełni rozpoznać tożsamość twarzy”, twierdzi Mark D. Vida, pracownik naukowy w Dietrich College of Humanities and Social Sciences’ Department of Psychology and Center for the Neural Basis of Cognition (CNBC).

Aby ustalić, w jaki sposób mózg szybko rozróżnia twarze, naukowcy skanowali mózgi czterech osób korzystających magnetoencefalografii (MEG)

MEG pozwoliło mierzyć im bieżącą aktywność mózgu w mózgu w milisekundach, podczas gdy uczestnicy oglądali obrazy z 91 różnymi osobami, każdą w dwóch stanach mimicznych: szczęśliwym i obojętnym. Pozwoliło to obserwować rozpoznawanie twarzy tej samej osoby, kiedy jej obraz był powtarzany, bez względu na ekspresję.

Skany MEG pozwoliły naukowcom nakreślić, które części mózgu kodowały informacje dotyczące wyglądu, a które informacje zadecydowały o rozpoznaniu tożsamości

Zespół porównał również dane neuronowe z podjętymi ocenami obrazów twarzy, osądów opierających się głównie na informacjach tożsamościowych. Następnie wyniki były potwierdzone przez porównanie danych neuronowych z informacjami zawartymi w różnych częściach symulacji komputerowej sztucznej sieci neuronowej, która była dostosowana do rozpoznawania osób o tych samych twarzach.