Новое исследование Кларка Фишера, аспиранта лаборатории нейронных систем доцента Винриха Фрейвальда в Университете Рокфеллера, подтверждает, что это так. Фишер и Фрейвальд, опираясь на более раннюю работу аспиранта Пабло Полосецки, обнаружили, что эти области обработки лица, которые они называют пятнами, в мозгу макаки, по-видимому, избирательно реагируют на движение лиц, в то время как реагируют гораздо меньше на другие типы движения. .«На основе информации, поступающей от глаз, зрительная система мозга реконструирует реальность, процесс, который начинается с таких атрибутов, как форма, движение и цвет, которые затем мозг объединяет для создания значимых представлений о мире», — говорит Фрейвальд. «Эта работа показывает, как система обработки лица макаки воссоединяет два отдельных потока визуальной информации — форму лица и движение лица — поскольку она воссоздает социальную реальность лица, как его видит макака».
Фрейвальд изучал участки мозга, связанные с распознаванием лиц, более десяти лет и участвовал в недавнем отчете Национального исследовательского совета, в котором оценивалась наука, лежащая в основе идентификации очевидцев. В предыдущей работе со своим коллегой Дорис Цао, ныне работающей в Калифорнийском технологическом институте, он обнаружил, что сеть взаимосвязанных участков мозга, обнаруженных вдоль глубокой борозды по бокам мозга макаки, образует специализированную систему для обработки лиц, как это было раньше. показано в аналогичной части человеческого мозга.
Хотя система обработки лиц у людей и макак кажется схожей, исследования движения лица показали противоречивые результаты между видами. Исследования на людях показали, что да, пятна на лице реагируют именно на движения лица, причем один участок даже сильнее реагирует на движущиеся лица, чем на неподвижные. Однако работа с макаками показала, что нет, эта область мозга, кажется, реагирует на движения лица только потому, что это движение, а не потому, что лица задействованы.
Учитывая, что люди и макаки являются близкими родственниками с точки зрения эволюции, это несоответствие озадачило Фрейвальда и Фишера.Анатомия мозга затрудняет решение этой головоломки, потому что интересующие участки расположены в части мозга макаки, верхней височной борозде, которая также содержит области, которые в целом реагируют на движение.
Это создает проблему для исследователей, пытающихся интерпретировать, что происходит в этой части мозга макаки, когда она видит движущееся лицо.Чтобы выявить различие между реакцией на общее движение и реакцию, характерную для лиц, Фишер использовал сканирование с высоким разрешением, известное как функциональная магнитно-резонансная томография, для записи изменений кровотока в верхней височной борозде и вокруг нее.Он показал макакам множество фильмов, в которых макаки выражали свои эмоции — агрессивно обнажая свои впечатляющие клыки, приятно чмокая губами и делая лица столь же узнаваемыми для макак, как улыбка и гримаса для человека.
Все это время голова макаки движется, как бы обращаясь к окружающим. Исследователи сами сняли эти фильмы, снимая макак перед синим экраном. Для сравнения Фишер также показал макакам изображения статичных лиц, а также движущихся и статичных объектов, таких как игрушки.
Все пять ранее известных участков лица реагировали преимущественно на движущиеся лица, а не на движущиеся объекты, предполагая, что у макак есть нейронный механизм, предназначенный для обработки обоих лиц и движения, связанного с ними. Сканирование также выявило сюрприз: шестое, ранее неизвестное пятно на лице, которое ученые называют средним участком спины. «Среднее спинное пятно появлялось спорадически в ответ на статические лица, но как только мы начали показывать движущиеся лица, оно достоверно появлялось в каждом полушарии мозга каждой макаки», — сказал Фишер. «Подобное пятно, предпочитающее движение, было обнаружено у людей, и похоже, что среднее пятно на спине могло быть эквивалентом макаки».Их эксперименты также раскрыли новую загадку; некоторые из патчей были более чувствительны к обычным фильмам, изображающим естественное движение, по сравнению с фильмами, содержащими ту же серию движений, перемешанных случайным образом. Другие патчи «предпочли» неестественно перемешанные фильмы.
Непонятно почему, но это свидетельствует о разделении труда между заплатами, говорит Фрейвальд. «Лучше понимая, что они делают, индивидуально и вместе, мы сможем лучше понять социальное поведение и его многочисленные расстройства», — говорит он.«Распознавание кого-либо, автоматическая оценка его настроения, возможно, создание ответной улыбки — все эти действия зависят от способности мозга изображать лицо», — говорит Фрейвальд. «Возможно, двойная чувствительность пятен к форме и движению выходит за рамки простой интеграции этих атрибутов и намекает на то, как мы узнаем и взаимодействуем с другими существами».