Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Веретенообразная область лица
Constudproc - inferior view.png
Человеческий мозг, вид снизу. Веретенообразная область лица показана ярко-синим цветом.
Веретенообразная область лица распознавание лиц.jpg
Компьютерное сканирование фМРТ человека, которого попросили посмотреть на лица. Изображение показывает усиленный кровоток в коре головного мозга, которая распознает лица (FFA).
Анатомическая терминология

Площадь веретенообразного лица ( СКИ ); (что означает : веретенообразная часть лица) является частью зрительной системы человека, которая специализируется на распознавании лиц . [1] Он расположен в нижней височной коре (ИТ) , в веретенообразной извилине ( зона Бродмана 37 ).

Структура [ править ]

FFA располагается в вентральном потоке на вентральной поверхности височной доли на боковой стороне веретенообразной извилины . Он расположен латеральнее области парагиппокампа . Он демонстрирует некоторую латерализацию , обычно большую в правом полушарии .

FFA был обнаружен и продолжает изучаться на людях с использованием позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Обычно участник просматривает изображения лиц, предметов, мест, тел, перемешанных лиц, перемешанных объектов, перемешанных мест и перемешанных тел. Это называется функциональным локализатором . Сравнение нейронной реакции между лицами и зашифрованными лицами выявит области, которые реагируют на лица, в то время как сравнение активации коры между лицами и объектами выявит области, которые являются избирательными по лицу.

Функция [ править ]

FFA человека была впервые описана Жюстин Сержент в 1992 году [2], а позже названа Нэнси Канвишер в 1997 году [1], которая предположила, что существование FFA является свидетельством доменной специфичности в зрительной системе. Исследования недавно показали, что FFA состоит из функциональных кластеров, которые находятся в более мелком пространственном масштабе, чем измеряли предыдущие исследования. [3] Электрическая стимуляция этих функциональных групп выборочно искажает восприятие лица, что является причинным подтверждением роли этих функциональных групп в восприятии изображения лица. [4]Хотя общепринято, что FFA больше реагирует на лица, чем на большинство других категорий, ведутся споры о том, является ли FFA однозначно предназначенным для обработки лиц, как это было предложено Нэнси Канвишер и другими, или участвует ли он в обработке других объектов. . Гипотеза экспертных знаний, выдвинутая Изабель Готье и другими, предлагает объяснение того, как FFA становится селективным для лиц у большинства людей. Гипотеза экспертных знаний предполагает, что FFA является важной частью сети, которая важна для выделения объектов, которые визуально похожи, потому что они имеют общую конфигурацию частей. Готье и др. В сотрудничестве с Канвишером [5]проверили экспертов как по машинам, так и по птицам, и обнаружили некоторую активацию в FFA, когда эксперты по автомобилям определяли автомобили, а эксперты по птицам - птиц. [6] Это открытие было воспроизведено, [7] [8], и эффекты опыта в FFA были обнаружены для других категорий, таких как шахматные дисплеи [9] и рентгеновские лучи. [10] Недавно было обнаружено, что толщина коры в FFA предсказывает способность распознавать лица, а также транспортные средства. [11]

Исследование магнитоэнцефалографии 2009 года показало, что объекты, случайно воспринимаемые как лица (пример парейдолии) , вызывают раннюю (165 миллисекунд) активацию в FFA в то время и в месте, которое аналогично вызываемым лицами, тогда как другие обычные объекты не вызывают такие активация . Эта активация аналогична компоненту ERP N170 для лица . Авторы предполагают, что восприятие лица, вызванное объектами, похожими на лица, является относительно ранним процессом, а не поздним феноменом когнитивной переинтерпретации. [12]

Один пример из агнозия при условии доказательства того, что лица , которые обрабатываются особым образом. У пациента, известного как CK, который получил повреждение головного мозга в результате автомобильной аварии, позже развилась объектная агнозия . Он испытывал большие трудности с распознаванием объектов базового уровня, в том числе и с частями тела, но очень хорошо справлялся с распознаванием лиц. [13] Более позднее исследование показало, что CK не может распознавать лица, которые были перевернуты или иным образом искажены, даже в тех случаях, когда они могли быть легко идентифицированы нормальными людьми. [14] Это считается доказательством того, что веретенообразная область лица предназначена для обработки лиц с нормальной ориентацией.

Исследования с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии и электрокортикографии показали, что активность кодов FFA для отдельных лиц [15] [16] [17] [18] и FFA настроена на поведенчески значимые черты лица. [15] Исследование электрокортикографии показало, что FFA участвует в нескольких этапах обработки лица, непрерывно от момента, когда люди видят лицо, до того момента, когда они на него реагируют, демонстрируя динамическую и важную роль, которую FFA играет в сети восприятия лица. [15]

Другое исследование показало, что активность FFA выше, когда человек видит знакомое лицо, а не незнакомое. Участникам были показаны разные изображения лиц, которые были либо одинаковыми, либо знакомыми, либо лицами с разными идентичностями, либо незнакомыми. Было обнаружено, что участники более точно сопоставляли знакомые лица, чем незнакомые. Используя фМРТ, они также обнаружили, что участники, которые более точно определяли знакомые лица, имели большую активность в своей правой веретенообразной области лица, а участники, которые плохо подходили к сопоставлению, имели меньшую активность в своей правой веретенообразной области. [19]

История [ править ]

Функция и противоречие [ править ]

Область веретенообразного лица (FFA) является частью мозга , расположенным в веретенообразной извилине с обсуждаемой целью. Некоторые исследователи считают, что FFA эволюционно предназначена для восприятия лица . Другие считают, что FFA различает любые знакомые стимулы.

Психологи спорят о том, активируется ли FFA лицами по причинам эволюции или опыта . Противоречивые гипотезы проистекают из неоднозначности активации FFA, поскольку FFA активируется как знакомыми объектами, так и лицами. Исследование новых объектов, называемых гриблами, определило это явление. [20] При первом знакомстве с greebles FFA человека активировалась сильнее лицами, чем greebles. После ознакомления с отдельными greeble или становления экспертом по greeble, FFA человека активировалась одинаково по лицам и greeble. Точно так же было показано , что дети с аутизмом развивают распознавание объектов с такой же замедленной скоростью, как и распознавание лиц. [21]Исследования поздних пациентов с аутизмом показали, что аутичные люди имеют более низкую плотность нейронов в FFA [22]. Однако это поднимает интересный вопрос: является ли плохое восприятие лица следствием уменьшенного количества клеток или же это меньшее количество клеток из-за аутичные люди редко воспринимают лица? [23] На вопрос просто: являются ли лица просто объектами, с которыми каждый человек разбирается?

Китайские иероглифы, подобные тем, которые используются в Fu et al., Которые вызывают ответ в FFA

Есть доказательства, подтверждающие эволюционное восприятие лица FFA. Тематические исследования других специализированных областей мозга могут предполагать, что FFA изначально предназначена для распознавания лиц. В других исследованиях были выявлены области мозга, важные для распознавания окружающей среды и тела. [24] [25] Без этих выделенных областей люди не могут распознавать места и тела. Аналогичное исследование прозопагнозии показало , что FFA важна для распознавания уникальных лиц. [26] [27]Однако эти пациенты обычно могут узнавать тех же людей другими способами, например по голосу. Также были проведены исследования с использованием языковых символов, чтобы выяснить роль FFA в распознавании лиц. Эти исследования показали, что объекты, такие как китайские иероглифы, вызывают более высокую реакцию в разных областях FFA, чем те области, которые вызывают высокую реакцию лиц. [28] Эти данные подразумевают, что определенные области FFA имеют цели эволюционного восприятия лица.

Свидетельства младенцев [ править ]

FFA недоразвита у детей и полностью не развивается до подросткового возраста. Это ставит под сомнение эволюционное предназначение FFA, поскольку дети демонстрируют способность различать лица. Было показано, что двухлетние младенцы предпочитают лицо своей матери. [29] Хотя FFA недостаточно развита у двухлетних младенцев, у них есть способность узнавать свою мать. Младенцы уже в трехмесячном возрасте показали способность различать лица. [30] В это время младенцы могут демонстрировать способность различать пол, а некоторые данные свидетельствуют о том, что они предпочитают лица одного пола в качестве основного опекуна. [31]Предполагается, что с точки зрения эволюции младенцы сосредотачиваются на женщинах в еде, хотя это предпочтение может просто отражать предвзятость в отношении тех, кто за ними ухаживает. Младенцы, кажется, не используют эту область для восприятия лиц. Недавние исследования с помощью фМРТ не обнаружили в головном мозге детей от 4 до 6 месяцев области, отобранной для лица. [32] Однако, учитывая, что мозг взрослого человека изучен гораздо более широко, чем мозг младенца, и что младенцы все еще подвергаются основным процессам развития нервной системы, может быть просто так, что FFA не находится в анатомически знакомой области. Также может быть, что активация многих различных восприятий и когнитивных задач у младенцев является диффузной с точки зрения нейронных цепей, поскольку младенцы все еще проходят периоды нейрогенеза инервная обрезка ; это может затруднить различение сигнала или того, что мы представляем себе как визуальные и сложные знакомые объекты (например, лица), от шума, включая статическую частоту срабатывания нейронов и деятельность, которая посвящена другой задаче, чем деятельность по обработке лица. Младенческое зрение включает в себя распознавание только света и темноты, распознавание только основных черт лица, активацию миндалины . Эти данные ставят под сомнение эволюционное предназначение FFA.

Свидетельства эмоций [ править ]

Исследования того, что еще может вызвать FFA, подтверждают аргументы о его эволюционной цели. Есть бесчисленное множество выражений лица, которые люди используют, нарушая структуру лица. Эти нарушения и эмоции сначала обрабатываются миндалевидным телом, а затем передаются в FFA для распознавания лиц. Эти данные затем используются FFA для определения дополнительной статической информации о лице. [33] Тот факт, что FFA находится на более низком уровне в обработке эмоций, предполагает, что она имеет мало общего с восприятием эмоций и вместо этого имеет дело с восприятием лица.

Однако недавние данные показывают, что у FFA есть и другие функции в отношении эмоций. FFA по-разному активируется лицами, демонстрирующими разные эмоции. Исследование показало, что FFA сильнее активируется испуганными лицами, чем нейтральными. [34] Это означает, что FFA выполняет функции по обработке эмоций, несмотря на последующую обработку, и ставит под сомнение его эволюционное предназначение для идентификации лиц.

Дополнительные изображения [ править ]

  • Веретенообразная область лица показана красным.

См. Также [ править ]

  • Нейронная обработка отдельных категорий объектов
  • Супер распознаватели

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Канвишер Н. , Макдермотт Дж., Чун М.М. (1 июня 1997 г.). «Веретенообразная область лица: модуль в экстрастриальной коре головного мозга человека, специализирующийся на восприятии лица» . J. Neurosci . 17 (11): 4302–11. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.17-11-04302.1997 . PMC  6573547 . PMID  9151747 .
  2. ^ Серджент J, S Охты, Макдональд Б (февраль 1992). «Функциональная нейроанатомия лица и обработки объектов. Исследование позитронно-эмиссионной томографии». Мозг . 115 (1): 15–36. DOI : 10,1093 / мозг / 115.1.15 . PMID 1559150 . 
  3. ^ Вайнер, Кевин С .; Гриль-Спектор, Каланит (октябрь 2010 г.). «Редко-распределенная организация активации лица и конечностей в вентральной височной коре человека» . NeuroImage . 52 (4): 1559–73. DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2010.04.262 . PMC 3122128 . PMID 20457261 .  
  4. ^ Парвизи Дж, Жак С, Фостер Б.Л., Witthoft Н, Рангараджан В, Вайнер К.С., Гриль-Спектор К (октябрь 2012). «Электрическая стимуляция веретенообразных участков лица человека искажает восприятие лица» . J Neurosci . 32 (43): 14915–20. DOI : 10.1523 / jneurosci.2609-12.2012 . PMC 3517886 . PMID 23100414 .  
  5. ^ Готье, Изабель (2017-02-22). «Поиски FFA привели к экспертизе его специализации». arXiv : 1702.07038 [ q-bio.NC ].
  6. ^ Готье I , Skudlarski P, Gore JC, Андерсон AW (февраль 2000). «Экспертиза машин и птиц задействует области мозга, участвующие в распознавании лиц». Nat. Neurosci . 3 (2): 191–7. DOI : 10.1038 / 72140 . PMID 10649576 . 
  7. ^ Сюй, Ю. (2005-08-01). «Пересмотр роли веретенообразной области лица в визуальной экспертизе» . Кора головного мозга . 15 (8): 1234–1242. DOI : 10.1093 / cercor / bhi006 . ISSN 1047-3211 . PMID 15677350 .  
  8. ^ МакГугин, Рэнкин Уильямс; Гейтенби, Дж. Кристофер; Гор, Джон С .; Готье, Изабель (2012-10-16). «Визуализация опыта с высоким разрешением показывает надежную селективность объекта в веретенообразной области лица, связанную с восприятием» . Труды Национальной академии наук . 109 (42): 17063–17068. Bibcode : 2012PNAS..10917063M . DOI : 10.1073 / pnas.1116333109 . ISSN 0027-8424 . PMC 3479484 . PMID 23027970 .   
  9. ^ Билалич, Мерим; Лангнер, Роберт; Ульрих, Рольф; Гродд, Вольфганг (13.07.2011). «Многоликая экспертиза: веретенообразная область лица у шахматных экспертов и новичков» . Журнал неврологии . 31 (28): 10206–10214. DOI : 10.1523 / jneurosci.5727-10.2011 . PMC 6623046 . PMID 21752997 .  
  10. ^ Билалич, Мерим; Гроттенталер, Томас; Нэгеле, Томас; Линдиг, Тобиас (2016-03-01). «Лица на радиологических изображениях: веретенообразная область лица поддерживает рентгенологическую экспертизу» . Кора головного мозга . 26 (3): 1004–1014. DOI : 10.1093 / cercor / bhu272 . ISSN 1047-3211 . PMID 25452573 .  
  11. ^ McGugin, Ранкин W .; Ван Гулик, Ана Э .; Готье, Изабель (06.10.2015). «Толщина кортикального слоя в веретенообразной области лица позволяет прогнозировать распознавание лиц и объектов» . Журнал когнитивной неврологии . 28 (2): 282–294. DOI : 10.1162 / jocn_a_00891 . ISSN 0898-929X . PMC 5034353 . PMID 26439272 .   
  12. ^ Hadjikhani N, Kveraga K, Найк P, Ahlfors SP (февраль 2009). «Ранняя (N170) активация коры головного мозга, специфичной для лица, объектами, напоминающими лицо» . NeuroReport . 20 (4): 403–7. DOI : 10.1097 / WNR.0b013e328325a8e1 . PMC 2713437 . PMID 19218867 .  
  13. ^ Behrmann M, Moscovitch M, Винокур G (октябрь 1994). «Сохранность зрительных образов и нарушение зрительного восприятия у пациента с зрительной агнозией» . J Exp Psychol Hum Percept Perform . 20 (5): 1068–87. DOI : 10.1037 / 0096-1523.20.5.1068 . PMID 7964528 . 
  14. ^ Moscovitch M, G Винокур, Behrmann M (1997). «Что особенного в распознавании лиц? Девятнадцать экспериментов на человеке с агнозией и дислексией визуальных объектов, но нормальным распознаванием лиц». J Cogn Neurosci . 9 (5): 555–604. DOI : 10.1162 / jocn.1997.9.5.555 . PMID 23965118 . 
  15. ^ a b c Гуман, Авниэль Сингх; Brunet, Nicolas M .; Ли, Юаньнин; Конецки, Рома О .; Пайлс, Джон А .; Walls, Shawn A .; Дестефино, Винсент; Ван, Вэй; Ричардсон, Р. Марк (01.01.2014). «Динамическое кодирование информации о лице в веретенообразной извилине человека» . Nature Communications . 5 : 5672. Bibcode : 2014NatCo ... 5.5672G . DOI : 10.1038 / ncomms6672 . ISSN 2041-1723 . PMC 4339092 . PMID 25482825 .   
  16. ^ Анзеллотти, Стефано; Fairhall, Scott L .; Карамацца, Альфонсо (01.08.2014). «Расшифровка представлений личности, допускающих вращение» . Кора головного мозга . 24 (8): 1988–1995. DOI : 10.1093 / cercor / bht046 . ISSN 1460-2199 . PMID 23463339 .  
  17. ^ Нестор, Адриан; Плаут, Дэвид С .; Берманн, Марлен (14.06.2011). «Распутывание распределенного нейронного кода личности с помощью пространственно-временного анализа паттернов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (24): 9998–10003. Bibcode : 2011PNAS..108.9998N . DOI : 10.1073 / pnas.1102433108 . ISSN 1091-6490 . PMC 3116398 . PMID 21628569 .   
  18. ^ Хан, Шераз; Грамфорт, Александр; Shetty, Nandita R .; Kitzbichler, Manfred G .; Ганесан, Сантош; Моран, Джозеф М .; Ли, Су Мэй; Габриэли, Джон DE; Тагер-Флусберг, Хелен Б. (19 февраля 2013 г.). «Локальная и дальняя функциональная связь снижается одновременно при расстройствах аутистического спектра» . Труды Национальной академии наук . 110 (8): 3107–3112. Bibcode : 2013PNAS..110.3107K . DOI : 10.1073 / pnas.1214533110 . ISSN 0027-8424 . PMC 3581984 . PMID 23319621 .   
  19. ^ Weibert, K; Эндрюс, Т.Дж. (август 2015 г.). «Активность в правой веретенообразной области лица предсказывает поведенческое преимущество для восприятия знакомых лиц». Нейропсихология . 75 : 588–96. DOI : 10.1016 / j.neuropsychologia.2015.07.015 . PMID 26187507 . 
  20. ^ Готье, я; Берманн М. Тарр MJ (1999). «Можно ли действительно отделить распознавание лиц от распознавания объектов?». Журнал когнитивной неврологии . 11 (4): 349–70. CiteSeerX 10.1.1.34.4412 . DOI : 10.1162 / 089892999563472 . PMID 10471845 .  
  21. ^ Scherf, S; Behrmann M; Minshew N; Луна Б (апрель 2008 г.). «Атипичное развитие распознавания лиц и приветствий при аутизме» . Журнал детской психиатрии . 49 (8): 838–47. DOI : 10.1111 / j.1469-7610.2008.01903.x . PMC 3071970 . PMID 18422548 .  
  22. ^ Ван Кутен И.А., Palmen SJ, фон Cappeln P, Steinbusch HW, Korr H, Хайнзен H, Hof PR, ван Энгеланд H, C Schmitz (апрель 2008). «Нейронов веретенообразной Gyrus все меньше и меньше при аутизме» . Мозг . 131 (4): 987–99. DOI : 10,1093 / мозг / awn033 . PMID 18332073 . 
  23. ^ Газзанига, Майкл; Иври, Ричард Б .; Мангун, Джордж Р. (2014). Когнитивная неврология: биология разума (4-е изд.). Нью-Йорк: WW Norton Company Inc., стр. 247 . ISBN 978-0-393-91348-4.
  24. ^ Эпштейн, Рассел; Канвишер, Нэнси (апрель 1998 г.). «Кортикальное представление местной визуальной среды». Природа . 392 (6676): 598–601. Bibcode : 1998Natur.392..598E . DOI : 10.1038 / 33402 . PMID 9560155 . 
  25. ^ Даунинг, Пол; Юхун Цзян; Майлз Шуман; Нэнси Канвишер (сентябрь 2001 г.). «Селективная область коры для визуальной обработки человеческого тела». Наука . 293 (5539): 2470–2473. Bibcode : 2001Sci ... 293.2470D . CiteSeerX 10.1.1.70.6526 . DOI : 10.1126 / science.1063414 . PMID 11577239 .  
  26. ^ Лю, J; Канвишер Н. Харрис А. (2010). «Восприятие частей лица и конфигурации лица: исследование фМРТ» . Журнал когнитивной неврологии . 22 (1): 203–11. DOI : 10.1162 / jocn.2009.21203 . PMC 2888696 . PMID 1930-2006 .  
  27. ^ Прието, EA; Caharel S; Henson R; Россия Б (2011). «Чувствительность лица, несмотря на правое латеральное повреждение затылочного мозга при приобретенной прозопагнозии» . Границы нейробиологии человека . 5 : 138. DOI : 10,3389 / fnhum.2011.00138 . PMC 3257870 . PMID 22275889 .  
  28. ^ Фу, S; Chunliang F; Shichun G; Yuejia L; Раджа П. (2012). Бартон, Джейсон Джереми Синклер (ред.). «Нейронная адаптация предоставляет доказательства категориальных различий в обработке лиц и китайских иероглифов: исследование ERP N170» . PLOS ONE . 7 (7): e41103. Bibcode : 2012PLoSO ... 741103F . DOI : 10.1371 / journal.pone.0041103 . PMC 3404057 . PMID 22911750 .  
  29. ^ Бушнелл, IWR (2001). «Распознавание лиц матери у новорожденных: обучение и память». Младенчество и развитие ребенка . 10 (1–2): 67–74. CiteSeerX 10.1.1.569.3165 . DOI : 10.1002 / icd.248 . 
  30. ^ Голдштейн, Брюс (2013). Чувство и восприятие . Бельмонт, Калифорния: Cengage Lerning. п. 91. ISBN 978-1133958499.
  31. ^ Куинн, ПК; Yahr J; Kuhn A .; Слейтер AM; Паскалиль О. (2002). «Репрезентация пола человеческого лица младенцами: предпочтение женского пола». Восприятие . 31 (9): 1109–21. DOI : 10,1068 / p3331 . PMID 12375875 . S2CID 11359932 .  
  32. ^ Дин, Бен; Ричардсон, Хилари; Дилкс, Дэниел Д.; Такахаши, Ацуши; Кейл, Борис; Wald, Lawrence L .; Канвишер, Нэнси; Сакс, Ребекка (10.01.2017). «Организация высокого уровня зрительной коры у младенцев» . Nature Communications . 8 : 13995. Bibcode : 2017NatCo ... 813995D . DOI : 10.1038 / ncomms13995 . ISSN 2041-1723 . PMC 5234071 . PMID 28072399 .   
  33. ^ Adolphs, R (апрель 2002). «Нейронные системы для распознавания эмоций». Текущее мнение в нейробиологии . 12 (2): 169–71. DOI : 10.1016 / S0959-4388 (02) 00301-X . PMID 12015233 . 
  34. ^ Гайер, Аманда; Монк, Кристофер С. МакКлюр-Тон, Эрин Б. Нельсон, Эрик Э. Роберсон-Ней, Роксанна Адлер, Эбби Д. Фромм, Стивен Дж. Лейбенлуфт, Эллен Пайн, Дэниел С. Эрнст, Моник (июль 2010 г.). «Исследование развития реакции миндалины на выражение лица» . Журнал когнитивной неврологии . 20 (9): 1565–82. DOI : 10.1162 / jocn.2008.20114 . PMC 2902865 . PMID 18345988 .  CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )

Дальнейшее чтение [ править ]

  • МакКоун и др., Тенденции в когнитивных науках, 2007 г.
  • Карлсон, Нил Р., Физиология поведения, 9-е изд., 2007. ISBN 0-205-46724-5 
  • Букач СМ; Готье I .; Тарр М. (2006). «За гранями и модульностью: сила экспертных рамок». Тенденции в когнитивных науках . 10 (4): 159–166. DOI : 10.1016 / j.tics.2006.02.004 . PMID  16516534 .