Ludzie są naprawdę świetni w rozpoznawaniu twarzy. Jednym z elementów moich wykładów jest pokazywanie na ułamek sekundy (tak szybko jak potrafię w cyklu Powerpoint) zdjęcia słynnego człowieka. Olbrzymia większość słuchaczy nie ma problem ze zlokalizowaniem tej twarzy w swojej pamięci po krótkim mignięciu jej na ekranie. Jak mózg dokonuje tego wyczynu? Jest to coś, co neuronaukowcy nadal próbują odkryć. Mamy już bardzo dużo informacji o korze wzrokowej i o tym, jak zestawia obrazy. Wiemy także, że
zakręt wrzecionowaty jest zasadniczy dla rozpoznawania twarzy. Leży on na styku płatu skroniowego, gdzie jest kora wzrokowa, i przyśrodkowego płatu skroniowego, który powiązany jest z pamięcią.
Niezbyt dobrze jednak rozumiemy, jak kora wzrokowa wiąże się z pamięcią – jak rozpoznajemy znajome twarze? Jedna z hipotez, nieco lekceważąco nazwana “neuronem babci”, opiera się na koncepcji, że jeden neuron koduje twarz twojej babci i łączy ten wzór do twoich wspomnień o babci. Nie odkryto żadnego takiego neuronu i postępy neuronauki prowadzą do wniosku, że prawdopodobnie nigdy się go nie odkryje. Jeden neuron nie wystarcza do zakodowania czegoś tak złożonego jak ludzka twarz.
Może jednak istnieje obszar lub obwód, albo sieć w mózgu, która spełnia tę funkcję. Być może neuronaukowcy zbliżyli się do obszaru mózgu, który funkcjonuje jak neuron babci. Badali małpy makaki pokazując im zdjęcia twarzy, które widziały na żywo i inne, które przedtem widziały tylko na ekranie. Kiedy pokazywano twarze, które widziały wcześniej, podczas skanowania fMRI rozświetlał się biegun skroniowy (przedni wierzchołek płata skroniowego). Ten zbiór komórek reagował także “nieliniowo”, kiedy pokazywano coraz więcej znajomych twarzy, co sugeruje, że cały wzór jest większy niż suma jego części. Ponadto, kiedy pokazywano charakterystyczne części twarzy, ta część mózgu rozświetlała się, jak gdyby pokazana była cała twarz. To wskazywałoby, że kiedy pokazano wystarczający szczegół, by wywołać pamięć całej twarzy, włączała się pełna aktywność tego regionu.
Oczywiście, pozostaje bardzo dużo do zbadania. Nikt nie oczekuje, że zrozumienie działania czegoś tak skomplikowanego jak mózg będzie łatwe. Wydaje się to jednak ważnym kawałkiem układanki. Prawdopodobnie grupa neuronów działa razem jako szybkie połączenie między wkładem czuciowym a pamięcią. Szybkie rozpoznawanie twarzy jest ewolucyjnie ważne, więc ma sens istnienie obszaru mózgu, który to szybko umożliwia. Zakręt wrzecionowaty jest jednym obszarem poświęconym wzorom twarzy. Częściowo dlatego naczelne, a szczególnie ludzie, są tak skłonni do wyszukiwania twarzy. Widzimy je w chmurach i w przypadkowych wzorach, jakie powstają na korze drzew, plamach ropy i z cieni na Marsie (w procesie znanym jako pareidolia).
Autorzy omawianego badania podejrzewają, że neurony, których szukają w biegunie skroniowym, są hybrydowymi neuronami – zaangażowanymi zarówno w odczuciach wizualnych, jak i w pamięci. Właściwie może to być nowy rodzaj neuronu (jest wiele rodzajów neuronów z różnymi konfiguracjami aksonów i dendrytów, by służyć konkretnym celom). Być może te neurony służą jako złącze między częściami kory wzrokowej, która zestawia obrazy, a tą częścią, która pamięta znajome twarze. Kiedy znajduje się dopasowanie, rozświetla się. Muszą być jeszcze inne kroki w tym procesie, ale wydaje się, że autorzy badania znaleźli zasadnicze złącze.
Prawdopodobnie dzieje się coś takiego: kiedy widzisz jakikolwiek obraz i mózg buduje wzór światła, barwy i cieni we właściwy obiekt, ten wzór jest w rzeczywistym czasie porównywany do twojej pamięci wzrokowej. Jeśli obraz jest oczywisty, proces dzieje się bezszwowo. Jeśli jest wieloznaczny, możesz doświadczyć, że twój mózg próbuje znaleźć coś pasującego – „co to jest?” Kiedy mózg znajduje prawdopodobny odpowiednik, obraz nagle staje się wyraźny. Częściowo jest tak dlatego, że mózg modyfikuje obraz, żeby wyglądał podobniej do domniemanego odpowiednika. Z twarzami dzieje się to samo, ale zajmują się tym obszary mózgu poświęcone tylko twarzom, więc proces jest szybszy i bardziej wybiórczy.
Pomyśl o tych wszystkich sytuacjach, kiedy widziałaś aktora w programie telewizyjnym i wiesz, że go poznajesz, ale nie umiesz go uplasować. W tle twój mózg przeszukuje twój katalog, żeby znaleźć dopasowanie. Albo możesz nie rozpoznawać aktora (z powodu makijażu i gry, która przesłania znajome szczegóły) aż nagle widzisz go pod szczególnym kątem lub może pojawia się znajomy gest albo wyraz i wtedy twoja pamięć zostaje kopnięta. Możesz także rozpoznać znajomą twarz tylko po oczach lub ustach. Ta część wystarcza, by wywołać pamięć w całości. Jest tam jednak próg, po którym rozpoznanie jest pełne, jak przekręcenie kontaktu.
Neuronaukowcy są teraz o krok bliżej odwrotnej inżynierii tego, jak mózg produkuje te zjawiska. Kluczowym składnikiem jest połączenie między percepcją a pamięcią i to badanie dostarcza dowodów, że dla rozpoznawania twarzy biegun skroniowy może być krytycznym elementem tego powiązania.
The Grandmother Neuron
NeuroLogica Blog, 6 lipca 2021
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
