Новое исследование показывает, что слепые люди могут распознавать лица, используя слуховые данные, обрабатываемые областью мозга, которая имеет решающее значение для обработки лиц у зрячих людей.
В исследовании использовалось устройство сенсорной замены для перевода изображений в звук, демонстрируя, что распознавание лиц в мозге зависит не только от визуального опыта. Слепые и зрячие участники прошли функциональную МРТ, которая показала, что веретенообразная извилина кодирует концепцию лица независимо от сенсорной информации.
Это открытие бросает вызов пониманию того, как распознавание лиц развивается и функционирует в мозге.
Используя специализированное устройство, которое преобразует изображения в звук, нейробиологи с соавторами из Медицинского центра Джорджтаунского университета (Georgetown University Medical Center) показали, что слепые люди распознают лица, используя область мозга, известную как веретенообразная извилина, область, которая имеет решающее значение для обработки лиц у зрячих людей.
Результаты были опубликованы в научном журнале PLOS ONE.
«Уже давно известно, что слепые люди могут в определенной степени компенсировать потерю зрения, используя другие органы чувств», — комментирует Йозеф Раушекер (Josef Rauschecker), профессор кафедры, доктор нейробиологии Джорджтаунского университета и старший автор этого исследования.
«Наше исследование проверило степень, в которой существует эта пластичность или компенсация между зрением и слухом, путем кодирования основных зрительных паттернов в слуховые паттерны с помощью технического устройства, которое мы называем устройством сенсорной замены. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) мы можем определить, где в мозге имеет место эта компенсаторная пластичность».
Восприятие лица у людей и приматов осуществляется за счет мозаики специализированных областей коры. Как развиваются эти области, остается неизвестным. Из-за их важности для социального поведения многие исследователи полагают, что нейронные механизмы распознавания лиц являются врожденными у приматов или зависят от раннего зрительного опыта с лицами.
«Наши результаты, полученные на слепых людях, показывают, что развитие веретенообразной извилины зависит не от опыта работы с реальными визуальными лицами, а от воздействия геометрии конфигураций лица, которая может быть передана с помощью других сенсорных модальностей», — добавляет Раушекер.
Паула Плаза (Paula Plaza), один из авторов исследования, которая сейчас работает в Университете Андреса Белло (Universidad Andres Bello) Чили, добавляет: «Наше исследование показывает, что веретенообразная извилина кодирует «концепцию» лица независимо от входного канала. или визуальный опыт, что является важным открытием».
Шесть слепых и 10 зрячих людей, которые служили контрольной группой, прошли три этапа функционального МРТ, чтобы выяснить, какие области мозга активируются во время перевода изображения в звук.
Ученые обнаружили, что активация мозга звуком у слепых людей наблюдалась в основном в левой веретенообразной извилине, тогда как обработка лица у зрячих людей происходила в основном в правой веретенообразной извилине.
«Мы считаем, что разница между левым и правым между слепыми и не слепыми людьми может быть связана с тем, как левая и правая стороны веретенообразной извилины обрабатывают лица – либо как связанные извилины, либо как отдельные области, что может быть важным ключом к разгадке», помогая нам усовершенствовать наше устройство сенсорной замены», — объясняет Раушекер.
В настоящее время с помощью этого устройства слепые люди могут распознавать базовое «мультяшное» лицо (например, счастливое лицо смайлика), когда оно транскрибируется в звуковые шаблоны. Распознавание лиц по звукам было трудоемким процессом, требующим многих тренировок.
Каждое занятие начиналось с того, что людям предлагалось распознавать простые геометрические фигуры, такие как горизонтальные и вертикальные линии; Затем сложность стимулов постепенно увеличивалась, так что линии образовывали формы, такие как дома или лица, которые затем становились еще более сложными (высокие дома против широких и счастливые лица против грустных лиц).
В конечном итоге ученые хотели бы использовать в сочетании со своим устройством изображения реальных лиц и домов, но исследователи отмечают, что сначала им придется значительно увеличить разрешение устройства.
«Нам бы хотелось выяснить, могут ли слепые люди научиться узнавать людей по их фотографиям. Возможно, для этого потребуется гораздо больше практики с нашим устройством, но теперь, когда мы точно определили область мозга, в которой происходит перевод, мы сможем лучше понять, как точно настроить наши процессы», — заключает Раушекер.
