Веретенообразная область лица
Веретенообразная область лица | |
---|---|
Анатомическая терминология |
Веретенообразная область лица ( FFA , что означает веретенообразная область лица) является частью зрительной системы человека (при этом активируется также у слепых от рождения людей). [1] ), который специализируется на распознавании лиц . [2] Он расположен в нижней височной коре (ИТ) , в веретенообразной извилине ( поле Бродмана 37 ).
Структура
[ редактировать ]СЖК расположена в вентральном русле на вентральной поверхности височной доли на латеральной стороне веретенообразной извилины . Она находится латеральнее парагиппокампальной области . Он демонстрирует некоторую латерализацию , обычно большую в правом полушарии .
FFA был обнаружен и продолжает исследоваться у людей с использованием исследований позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Обычно участник просматривает изображения лиц, объектов, мест, тел, зашифрованных лиц, зашифрованных объектов, зашифрованных мест и зашифрованных тел. Это называется функциональным локализатором . Сравнение нейронной реакции между лицами и зашифрованными лицами выявит области, которые реагируют на лица, а сравнение корковой активации между лицами и объектами выявит области, избирательно реагирующие на лица.
Функция
[ редактировать ]Человеческие СЖК были впервые описаны Жюстин Серджент в 1992 году. [3] и позже назван Нэнси Канвишер в 1997 году. [2] который предположил, что существование FFA является свидетельством доменной специфичности зрительной системы. Недавно исследования показали, что FFA состоит из функциональных кластеров, которые имеют более мелкий пространственный масштаб, чем измеряли предыдущие исследования. [4] Электрическая стимуляция этих функциональных кластеров избирательно искажает восприятие лица, что является причинным подтверждением роли этих функциональных кластеров в восприятии изображения лица. [5] Хотя общепризнано, что FFA больше реагирует на лица, чем на большинство других категорий, ведутся споры о том, предназначен ли FFA исключительно для обработки лиц, как предложили Нэнси Канвишер и другие, или он участвует в обработке других объектов. . Гипотеза экспертизы, которую отстаивают Изабель Готье и другие, предлагает объяснение того, как FFA становится избирательным к лицам у большинства людей. Гипотеза экспертизы предполагает, что FFA является важной частью сети, которая важна для индивидуализации объектов, визуально похожих, поскольку они имеют общую конфигурацию частей. Готье и др., в состязательном сотрудничестве с Канвишером, [6] проверил как экспертов по автомобилям, так и экспертов по птицам, и обнаружил некоторую активацию в FFA, когда эксперты по автомобилям идентифицировали автомобили, а эксперты по птицам идентифицировали птиц. [7] Этот вывод был повторен, [8] [9] а эффекты опыта в FFA были обнаружены для других категорий, таких как шахматные представления. [10] и рентген. [11] Недавно было обнаружено, что толщина коры FFA предопределяет способность распознавать лица так же, как и транспортные средства. [12]
исследование 2009 года Магнитоэнцефалографическое показало, что объекты, случайно воспринимаемые как лица (пример парейдолии ), вызывают раннюю (165 миллисекунд) активацию СЖК в то время и в месте, аналогичном тому, которое вызывают лица, тогда как другие обычные объекты не вызывают такой активации. активация . Эта активация аналогична специфичному для лица компоненту ERP N170 . Авторы предполагают, что восприятие лица, вызванное предметами, похожими на лица, является относительно ранним процессом, а не феноменом поздней когнитивной реинтерпретации. [13]
Одно исследование агнозии показало , что лица 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 на базовом уровне, включая части тела, но очень хорошо справлялся с распознаванием лиц. [14] Более позднее исследование показало, что CK не мог распознавать лица, которые были перевернуты или иным образом искажены, даже в тех случаях, когда их легко могли опознать обычные люди. [15] Это рассматривается как свидетельство того, что веретенообразная область лица специализирована для обработки лиц в нормальной ориентации.
Исследования с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии и электрокортикографии показали, что активность кодов FFA на отдельных лицах [16] [17] [18] [19] а FFA настроен на поведенчески значимые черты лица. [16] Электрокортикографическое исследование показало, что FFA участвует в нескольких этапах обработки лица, начиная с момента, когда люди видят лицо, до момента, когда они на него реагируют, что демонстрирует динамичную и важную роль, которую FFA играет как часть сети восприятия лица. [16]
Другое исследование показало, что активность FFA усиливается, когда человек видит знакомое лицо, а не незнакомое. Участникам были показаны разные изображения лиц, которые либо имели одинаковую личность, знакомые, либо лица с разными личностями или незнакомые. Было обнаружено, что участники более точно сопоставляли знакомые лица, чем незнакомые. Используя фМРТ, они также обнаружили, что участники, которые более точно распознавали знакомые лица, имели большую активность в правой веретенообразной области лица, а участники, которые плохо справлялись с сопоставлением, имели меньшую активность в правой веретенообразной области. [20]
В 2020 году ученые показали, что эта область активируется и у слепорожденных. [1]
История
[ редактировать ]Функция и противоречие
[ редактировать ]Веретенообразная область лица (FFA) — это часть мозга, расположенная в веретенообразной извилине с дискуссионной целью. Некоторые исследователи полагают, что FFA эволюционно предназначен для восприятия лиц . Другие полагают, что FFA различает любые знакомые стимулы.
Психологи спорят, активируется ли FFA лицами по эволюционным или экспертным причинам. Противоречивые гипотезы возникают из-за неоднозначности активации FFA, поскольку FFA активируется как знакомыми объектами, так и лицами. Исследование новых объектов, называемых гриблами, определило этот феномен. [21] При первом контакте с гриблами СЖК человека активировались сильнее от лиц, чем от гриблов. После ознакомления с отдельными гриблами или становления экспертом по гриблам ФФА человека активировались в равной степени и лицами, и гриблами. Аналогично, было показано, что дети с аутизмом развивают распознавание объектов с такой же скоростью, как и распознавание лиц. [22] Исследования пациентов с аутизмом на поздних стадиях показали, что у аутичных людей плотность нейронов в FFA ниже. [23] Однако это поднимает интересный вопрос: связано ли плохое восприятие лица с уменьшенным количеством клеток, или же уменьшение количества клеток связано с тем, что аутичные люди редко воспринимают лица? [24] На простой вопрос: являются ли лица просто объектами, с которыми каждый человек имеет опыт?
Существуют доказательства, подтверждающие эволюционное восприятие лица FFA. Тематические исследования других специализированных областей мозга могут свидетельствовать о том, что FFA по своей природе предназначен для распознавания лиц. Другие исследования признали области мозга, необходимые для распознавания окружающей среды и тел. [25] [26] Без этих выделенных областей люди не способны узнавать места и тела. Аналогичные исследования прозопагнозии показали, что FFA необходим для распознавания уникальных лиц. [27] [28] Однако эти пациенты обычно способны узнавать одних и тех же людей другими способами, например, по голосу. Также были проведены исследования языковых символов, чтобы выяснить роль FFA в распознавании лиц. Эти исследования показали, что объекты, такие как китайские иероглифы, вызывают более высокую реакцию в различных областях FFA, чем те области, которые вызывают высокую реакцию от лиц. [29] Эти данные подразумевают, что определенные области FFA имеют эволюционную цель восприятия лица.
Свидетельства младенцев
[ редактировать ]FFA недоразвита у детей и полностью не развивается до подросткового возраста. Это ставит под сомнение эволюционную цель FFA, поскольку дети демонстрируют способность различать лица. Было доказано, что трехдневные младенцы предпочитают лицо своей матери. [30] У малышей уже в трехмесячном возрасте проявляется способность различать лица. [31] В это время младенцы могут проявлять способность различать полы, причем некоторые данные свидетельствуют о том, что они предпочитают лица того же пола, что и их основной опекун. [32] Предполагается, что с точки зрения эволюции младенцы ориентируются на женщин в плане еды, хотя это предпочтение может просто отражать предвзятое отношение к тем, кто за ними ухаживает. Младенцы, похоже, не используют эту область для восприятия лиц. Недавнее исследование с помощью фМРТ не выявило в мозгу младенцев в возрасте от 4 до 6 месяцев области, селективной для лица. [33] Однако, учитывая, что мозг взрослого человека изучен гораздо более тщательно, чем мозг младенцев, и что у младенцев все еще происходят важные процессы нервного развития, возможно, СЖК просто не расположена в анатомически знакомой области. Возможно также, что активация многих различных восприятий и когнитивных задач у младенцев является диффузной с точки зрения нейронных цепей, поскольку младенцы все еще проходят периоды нейрогенеза и сокращения нейронов ; 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 активность, которая полностью посвящена другой задаче, чем задача деятельность по обработке лица. Зрение младенца предполагает распознавание только света и темноты, распознавание только основных черт лица, активацию миндалевидного тела . Эти результаты ставят под сомнение эволюционную цель FFA.
Доказательства эмоций
[ редактировать ]Исследования того, что еще может вызвать появление FFA, подтверждают аргументы о его эволюционной цели. Люди используют бесчисленное множество выражений лица , которые нарушают структуру лица. Эти нарушения и эмоции сначала обрабатываются в миндалевидном теле, а затем передаются в FFA для распознавания лиц. Эти данные затем используются FFA для определения более статической информации о лице. [34] Тот факт, что FFA до сих пор находится ниже по течению обработки эмоций, предполагает, что он не имеет ничего общего с восприятием эмоций и вместо этого занимается восприятием лица.
Однако недавние данные показывают, что FFA имеет и другие функции, связанные с эмоциями. FFA по-разному активируется лицами, выражающими разные эмоции. Исследование показало, что FFA сильнее активируется испуганными лицами, чем нейтральными. [35] Это означает, что FFA выполняет функцию обработки эмоций, несмотря на ее последующую обработку, и ставит под сомнение ее эволюционную цель — распознавать лица.
Дополнительные изображения
[ редактировать ]- Веретенообразная область лица показана красным.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Область мозга, специфичная для лица, реагирует на лица даже у слепорожденных людей» . Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский технологический институт . Проверено 06 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Канвишер Н. , Макдермотт Дж., Чун М.М. (1 июня 1997 г.). «Веретенообразная область лица: модуль экстрастриарной коры головного мозга человека, специализирующийся на восприятии лица» . Дж. Нейроски . 17 (11): 4302–11. doi : 10.1523/JNEUROSCI.17-11-04302.1997 . ПМК 6573547 . ПМИД 9151747 .
- ^ Серджент Дж., Ота С., Макдональд Б. (февраль 1992 г.). «Функциональная нейроанатомия обработки лица и предметов. Исследование позитронно-эмиссионной томографии». Мозг . 115 (1): 15–36. дои : 10.1093/мозг/115.1.15 . ПМИД 1559150 .
- ^ Вайнер, Кевин С.; Гриль-Спектор, Каланит (октябрь 2010 г.). «Редкораспределенная организация активации лица и конечностей в вентральной височной коре человека» . НейроИмидж . 52 (4): 1559–73. doi : 10.1016/j.neuroimage.2010.04.262 . ПМК 3122128 . ПМИД 20457261 .
- ^ Парвизи Дж., Жак С., Фостер Б.Л., Виттхофт Н., Рангараджан В., Вайнер К.С., Гриль-Спектор К. (октябрь 2012 г.). «Электрическая стимуляция веретенообразных участков лица человека искажает восприятие лица» . Дж. Нейроски . 32 (43): 14915–20. doi : 10.1523/jneurosci.2609-12.2012 . ПМК 3517886 . ПМИД 23100414 .
- ^ Готье, Изабель (22 февраля 2017 г.). «Поиски FFA привели к экспертному отчету о его специализации». arXiv : 1702.07038 [ q-bio.NC ].
- ^ Готье I , Скудларски П., Гор Дж.К., Андерсон А.В. (февраль 2000 г.). «Изучение автомобилей и птиц задействует области мозга, участвующие в распознавании лиц». Нат. Нейроски . 3 (2): 191–7. дои : 10.1038/72140 . ПМИД 10649576 . S2CID 15752722 .
- ^ Сюй, Ю. (1 августа 2005 г.). «Возвращаясь к роли веретенообразной области лица в визуальной экспертизе» . Кора головного мозга . 15 (8): 1234–1242. дои : 10.1093/cercor/bhi006 . ISSN 1047-3211 . ПМИД 15677350 .
- ^ МакГугин, Рэнкин Уильямс; Гейтенби, Дж. Кристофер; Гор, Джон К.; Готье, Изабель (16 октября 2012 г.). «Экспертная визуализация с высоким разрешением показывает надежную избирательность объектов в веретенообразной области лица, связанную с перцептивными характеристиками» . Труды Национальной академии наук . 109 (42): 17063–17068. Бибкод : 2012PNAS..10917063M . дои : 10.1073/pnas.1116333109 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 3479484 . ПМИД 23027970 .
- ^ Билалич, Мерим; Лангнер, Роберт; Ульрих, Рольф; Гродд, Вольфганг (13 июля 2011 г.). «Многоликость знаний: веретенообразная область лица у знатоков и новичков в шахматах» . Журнал неврологии . 31 (28): 10206–10214. doi : 10.1523/jneurosci.5727-10.2011 . ПМК 6623046 . ПМИД 21752997 .
- ^ Билалич, Мерим; Гроттенталер, Томас; Нэгеле, Томас; Линдиг, Тобиас (01 марта 2016 г.). «Лица на радиологических изображениях: веретенообразная область лица поддерживает радиологическую экспертизу» . Кора головного мозга . 26 (3): 1004–1014. дои : 10.1093/cercor/bhu272 . ISSN 1047-3211 . ПМИД 25452573 .
- ^ МакГугин, Рэнкин В.; Ван Гулик, Ана Э.; Готье, Изабель (6 октября 2015 г.). «Толщина коры веретенообразной области лица предсказывает эффективность распознавания лиц и объектов» . Журнал когнитивной нейронауки . 28 (2): 282–294. дои : 10.1162/jocn_a_00891 . ISSN 0898-929X . ПМК 5034353 . ПМИД 26439272 .
- ^ Хаджихани Н., Кверага К., Наик П., Альфорс С.П. (февраль 2009 г.). «Ранняя (N170) активация лицевой коры лицоподобными объектами» . НейроОтчет . 20 (4): 403–7. дои : 10.1097/WNR.0b013e328325a8e1 . ПМЦ 2713437 . ПМИД 19218867 .
- ^ Берманн М., Москович М., Винокур Г. (октябрь 1994 г.). «Сохранность зрительных образов и нарушение зрительного восприятия у пациента со зрительной агнозией» . J Exp Psychol Hum Percept Performance . 20 (5): 1068–87. дои : 10.1037/0096-1523.20.5.1068 . ПМИД 7964528 .
- ^ Москович М., Винокур Г., Берманн М. (1997). «Что особенного в распознавании лиц? Девятнадцать экспериментов на человеке с зрительной объектной агнозией и дислексией, но с нормальным распознаванием лиц». J Cogn Neurosci . 9 (5): 555–604. дои : 10.1162/jocn.1997.9.5.555 . ПМИД 23965118 . S2CID 207550378 .
- ^ Jump up to: а б с Гуман, Авниэль Сингх; Брюне, Николя М.; Ли, Юаньнин; Конецкий, Рома О.; Пайлс, Джон А.; Уоллс, Шон А.; Дестефино, Винсент; Ван, Вэй; Ричардсон, Р. Марк (1 января 2014 г.). «Динамическое кодирование информации о лице в веретенообразной извилине человека» . Природные коммуникации . 5 : 5672. Бибкод : 2014NatCo...5.5672G . дои : 10.1038/ncomms6672 . ISSN 2041-1723 . ПМК 4339092 . ПМИД 25482825 .
- ^ Анзеллотти, Стефано; Фэрхолл, Скотт Л.; Карамацца, Альфонсо (01 августа 2014 г.). «Декодирование представлений о личности лица, устойчивых к вращению» . Кора головного мозга . 24 (8): 1988–1995. дои : 10.1093/cercor/bht046 . ISSN 1460-2199 . ПМИД 23463339 .
- ^ Нестор, Адриан; Плаут, Дэвид К.; Берманн, Марлен (14 июня 2011 г.). «Раскрытие распределенного нейронного кода идентичности лица посредством анализа пространственно-временных закономерностей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (24): 9998–10003. Бибкод : 2011PNAS..108.9998N . дои : 10.1073/pnas.1102433108 . ISSN 1091-6490 . ПМК 3116398 . ПМИД 21628569 .
- ^ Хан, Шераз; Грамфор, Александр; Шетти, Нандита Р.; Китцбихлер, Манфред Г.; Ганесан, Сантош; Моран, Джозеф М.; Ли, Су Мэй; Габриэли, Джон Д.Э.; Тагер-Флюсберг, Хелен Б. (19 февраля 2013 г.). «При расстройствах аутистического спектра одновременно снижается локальная и дальняя функциональная связь» . Труды Национальной академии наук . 110 (8): 3107–3112. Бибкод : 2013PNAS..110.3107K . дои : 10.1073/pnas.1214533110 . ISSN 0027-8424 . ПМК 3581984 . ПМИД 23319621 .
- ^ Вайберт, К; Эндрюс, Ти Джей (август 2015 г.). «Активность в правой веретенообразной области лица предсказывает поведенческое преимущество в восприятии знакомых лиц». Нейропсихология . 75 : 588–96. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2015.07.015 . ПМИД 26187507 . S2CID 17278436 .
- ^ Готье, я; Берманн М. Тарр MJ (1999). «Может ли распознавание лиц действительно быть отделено от распознавания объектов?». Журнал когнитивной нейронауки . 11 (4): 349–70. CiteSeerX 10.1.1.34.4412 . дои : 10.1162/089892999563472 . ПМИД 10471845 . S2CID 7111762 .
- ^ Шерф, С; Берманн М; Миншев Н; Луна Б (апрель 2008 г.). «Атипичное развитие распознавания лиц и Грибла при аутизме» . Журнал детской психологии и психиатрии . 49 (8): 838–47. дои : 10.1111/j.1469-7610.2008.01903.x . ПМК 3071970 . ПМИД 18422548 .
- ^ ван Кутен И.А., Палмен С.Дж., фон Каппельн П., Стейнбуш Х.В., Корр Х., Хейнсен Х., Хоф П.Р., ван Энгеланд Х., Шмитц К. (апрель 2008 г.). «Нейронов веретенообразной извилины при аутизме становится меньше и меньше» . Мозг . 131 (4): 987–99. дои : 10.1093/brain/awn033 . ПМИД 18332073 .
- ^ Газзанига, Майкл; Иври, Ричард Б.; Мангун, Джордж Р. (2014). Когнитивная нейронаука: биология разума (4-е изд.). Нью-Йорк: WW Norton Company Inc., с. 247 . ISBN 978-0-393-91348-4 .
- ^ Эпштейн, Рассел; Канвишер, Нэнси (апрель 1998 г.). «Корковое представление местной визуальной среды». Природа . 392 (6676): 598–601. Бибкод : 1998Natur.392..598E . дои : 10.1038/33402 . ПМИД 9560155 . S2CID 920141 .
- ^ Даунинг, Пол; Юхун Цзян; Майлз Шуман; Нэнси Канвишер (сентябрь 2001 г.). «Избирательная область коры для визуальной обработки человеческого тела». Наука . 293 (5539): 2470–2473. Бибкод : 2001Sci...293.2470D . CiteSeerX 10.1.1.70.6526 . дои : 10.1126/science.1063414 . ПМИД 11577239 . S2CID 1564641 .
- ^ Лю, Дж; Канвишер Н. Харрис А. (2010). «Восприятие частей лица и конфигурации лица: исследование фМРТ» . Журнал когнитивной нейронауки . 22 (1): 203–11. дои : 10.1162/jocn.2009.21203 . ПМЦ 2888696 . ПМИД 19302006 .
- ^ Прието, Э.А.; Каарел С; Хенсон Р; Россион Б (2011). «Чувствительность к лицу, несмотря на правостороннее повреждение затылочного мозга при приобретенной прозопагнозии» . Границы человеческой неврологии . 5 : 138. дои : 10.3389/fnhum.2011.00138 . ПМК 3257870 . ПМИД 22275889 .
- ^ Фу, С; Чуньлян Ф; Шичунь Г; Юэцзя Л; Раджа П. (2012). Бартон, Джейсон Джереми Синклер (ред.). «Нейронная адаптация доказывает категориальные различия в обработке лиц и китайских иероглифов: исследование ERP N170» . ПЛОС ОДИН . 7 (7): е41103. Бибкод : 2012PLoSO...741103F . дои : 10.1371/journal.pone.0041103 . ПМК 3404057 . ПМИД 22911750 .
- ^ Бушнелл, IWR (2001). «Распознавание лица матери у новорожденных: обучение и память». Развитие младенцев и детей . 10 (1–2): 67–74. CiteSeerX 10.1.1.569.3165 . дои : 10.1002/icd.248 .
- ^ Гольдштейн, Брюс (2013). Чувство и восприятие . Бельмонт, Калифорния: Сенгедж Лернинг. п. 91. ИСБН 978-1-133-95849-9 .
- ^ Куинн, ПК; Яр Дж; Кун А.; Слейтер AM; Паскалилс О. (2002). «Представление пола человеческого лица младенцами: предпочтение женского пола». Восприятие . 31 (9): 1109–21. дои : 10.1068/p3331 . PMID 12375875 . S2CID 11359932 .
- ^ Дин, Бен; Ричардсон, Хилари; Дилкс, Дэниел Д.; Такахаши, Ацуши; Кейл, Борис; Уолд, Лоуренс Л.; Канвишер, Нэнси; Сакс, Ребекка (10 января 2017 г.). «Организация зрительной коры высокого уровня у младенцев человека» . Природные коммуникации . 8 : 13995. Бибкод : 2017NatCo...813995D . дои : 10.1038/ncomms13995 . ISSN 2041-1723 . ПМК 5234071 . ПМИД 28072399 .
- ^ Адольфс, Р. (апрель 2002 г.). «Нейронные системы распознавания эмоций». Современное мнение в нейробиологии . 12 (2): 169–71. дои : 10.1016/S0959-4388(02)00301-X . ПМИД 12015233 . S2CID 13169882 .
- ^ Гайер А.Е., Монк К.С., МакКлюр-Тон Э.Б., Нельсон Э.Э., Роберсон-Нэй Р., Адлер А.Д., Фромм С.Дж., Лейбенлуфт Э., Пайн Д.С., Эрнст М. (июль 2010 г.). «Изучение реакции миндалевидного тела на выражения лица» . Журнал когнитивной нейронауки . 20 (9): 1565–82. дои : 10.1162/jocn.2008.20114 . ПМК 2902865 . ПМИД 18345988 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Маккоун и др., Тенденции в когнитивных науках, 2007 г.
- Карлсон, Нил Р., Физиология поведения, 9-е изд., 2007 г. ISBN 0-205-46724-5
- Букач С.М.; Готье И.; Тарр М. (2006). «За пределами лиц и модульности: сила экспертной структуры». Тенденции в когнитивных науках . 10 (4): 159–166. дои : 10.1016/j.tics.2006.02.004 . ПМИД 16516534 . S2CID 17207613 .