Нашите мозъци са невероятно добри в разпознаването на човешки лица и дори имат специфични области, специализирани за тази функция.

Но какви характеристики на лицето наблюдаваме?

Дали първо забелязваме общите черти, а след това разглеждаме детайлите? Или характеристики като пол или други данни за на самоличността?

В изследване, публикувано в Nature Communications, невроучени от Института за мозъчни изследвания Макговърн измерват реакцията на мозъка на лица в реално време и установяват, че мозъкът първо декодира характеристики като пол и възраст, преди да стигне до специфичната идентичност на самото лице, съобщава MedicalXpress.

Докато функционалната магнитно-резонансна томография (fMRI) разкрива невероятно детайлно кои области на мозъка реагират на лицата, технологията е по-малко ефективна, когато трябва да съобщи кога тези зони на мозъка се активират. Това е така, защото fMRI измерва мозъчната активност чрез откриване на промени в кръвния поток; когато невроните станат активни, местният кръвен поток към тези участъци на мозъка се увеличава. Но fMRI работи твърде бавно, за да се справи с динамиката на мозъка в милисекунди.

Въвеждането на магнитоенцефалография (magnetoencephalography - MEG), техника, която открива минимални колебания в магнитните полета, възникващи с електрическата активност на невроните, позволява по-добро определяне на времето на невронната активност.

Екипът избра този прецизен подход за измерване на времето, необходимо на мозъка да реагира на различни характеристики на лицата.

"С един кратък поглед на някое лице ние можем бързо да извлечем цялата тази богата многоизмерна информация за човека, като неговия пол, възраст и идентичност", обяснява Катрина Добс (Katharina Dobs), съавтор на изследването. "Исках да разбера как мозъкът осъществява този впечатляващ подвиг и какви са невронните механизми, които са в основата на този ефект, а никой не е измервал времевите скали на реакциите на тези характеристики.”

Предишни проучвания показват, че хората с прозопагнозия, състояние, характеризиращо се с нарушена способност за разпознаване на познати лица, нямат проблеми с определянето на пола, което предполага, че тези характеристики може да са независими. "Но е по-малко ясно кога мозъкът разпознава пола и идентичността и дали те са взаимозависими характеристики", обяснява Добс.

Записвайки мозъчната активност на хора в MEG машината, Добс и нейните съавтори откриват, че мозъкът реагира на по-общи черти като например пола на лицето, много по-бързо от идентичността на самото лице. Техните данни показват, че само за 60-70 милисекунди мозъкът започва да декодира възрастта и пола на човек. Около 30 милисекунди по-късно - след около 90 милисекунди от началото - мозъкът започва да обработва самоличността на лицето.

Авторите решават да тестват и ефекта на познатото лице. Установено е, че мозъкът обработва информацията за "познати лица" по-бързо от непознатите лица. Например нашите мозъци съумяват да разпознават актрисата Скарлет Йохансон в множество снимки, дори и ако прическата й е различна. За мозъците обаче е много по-трудно и е нужно много повече време, за да разпознаят две изображения на един и същи човек, ако лицето е непознато.

"Всъщност мозъкът лесно се заблуждава при непознати лица", обяснява Добс. "Вариациите в изображенията, сенките, промените в цвета на косата или стила бързо ни карат да мислим, че виждаме друг човек. И обратното, нямаме проблем, ако познато лице е в сянка, или приятел е променил прическата си. Но не знаехме защо възприемането на познатото лице е много по-стабилно, независимо дали това се дължи на по-добра обработка на информацията или на извличане на по-ранен спомен от паметта".

За да тестват ефекта от познатото лице, авторите измерват мозъчните реакции, докато участниците разглеждат познати лица (американски знаменитости) и непознати лица (немски знаменитости) в MEG. Неочаквано те откриват, че участниците разпознават пола по-бързо на познатите лица, отколкото на непознатитеа. Например мозъците ни първо разбират, че актрисата Скарлет Йохансон е жена, преди дори да осъзнаем, че тя е Скарлет Йохансон. А за по-малко познатата немска актриса, Каролин Херферт, нашите мозъци декодират същата информация не толкова добре.

Добс и съавторите й твърдят, че подобрените реакции на познати лица не са заради извличане на информация от паметта, а по-скоро от външен източник с т.нар. feed-forward механизъм. Те откриват, че мозъкът реагира на лицето много по-бавно (400 милисекунди), отколкото реагира на пола, което предполага, че на мозъка е необходимо много повече време, за да извлече асоциации от паметта си, свързани с лицето (като ролята на Йохансон в филма "Изгубени в превода").

Това изследване е свързано с развитието на изкуствения интелект. Учените искат да проверят дали системите за AI могат да се научат да разпознават лица, използващи подобни механизми. Това ще "ни помогне да разберем как мозъкът може да обработва лицата, които е виждал преди, без да вади нещо от паметта си", обяснява Добс.