Πώς οι τυφλοί αναγνωρίζουν πρόσωπα μέσω του ήχου;

περίληψη: Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι οι τυφλοί μπορούν να αναγνωρίσουν πρόσωπα χρησιμοποιώντας ακουστικά μοτίβα που επεξεργάζονται η ατρακτοειδής περιοχή του προσώπου, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι σημαντική για την επεξεργασία του προσώπου σε άτομα με όραση.

Η μελέτη χρησιμοποίησε μια εναλλακτική αισθητηριακή συσκευή για να μεταφράσει τις εικόνες σε ήχο, δείχνοντας ότι η αναγνώριση προσώπου στον εγκέφαλο δεν βασίζεται αποκλειστικά στην οπτική εμπειρία. Οι τυφλοί και βλέποντες συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε λειτουργικές μαγνητικές τομογραφίες, οι οποίες έδειξαν ότι η ατρακτοειδής περιοχή του προσώπου κωδικοποιεί την έννοια του προσώπου, ανεξάρτητα από την αισθητηριακή είσοδο.

Αυτή η ανακάλυψη προκαλεί την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αναπτύσσεται και λειτουργεί η αναγνώριση προσώπου στον εγκέφαλο.

Βασικά στοιχεία:

1. Η μελέτη δείχνει ότι η ατρακτοειδής περιοχή του προσώπου του εγκεφάλου μπορεί να επεξεργαστεί την έννοια του προσώπου μέσω ακουστικών μοτίβων, όχι μόνο οπτικά.
2. Οι λειτουργικές μαγνητικές τομογραφίες αποκάλυψαν ότι αυτή η περιοχή είναι ενεργή τόσο σε τυφλούς όσο και σε άτομα με όραση κατά τη διάρκεια εργασιών αναγνώρισης προσώπου.
3. Η έρευνα χρησιμοποίησε μια εξειδικευμένη συσκευή για τη μετάφραση οπτικών πληροφοριών σε ήχο, επιτρέποντας στους τυφλούς συμμετέχοντες να αναγνωρίσουν τις βασικές διαμορφώσεις του προσώπου.

πηγή: Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Georgetown

Χρησιμοποιώντας μια εξειδικευμένη συσκευή που μεταφράζει τις εικόνες σε ήχο, νευροεπιστήμονες και συνάδελφοι στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Τζορτζτάουν έδειξαν ότι οι τυφλοί αναγνωρίζουν βασικά πρόσωπα χρησιμοποιώντας ένα μέρος του εγκεφάλου που είναι γνωστό ως ατρακτοειδές πρόσωπο, μια σημαντική περιοχή επεξεργασίας προσώπου στον εγκέφαλο. Άνθρωποι με όραση.

Τα αποτελέσματα εμφανίστηκαν στο Ένα συν Στις 22 Νοεμβρίου 2023.

«Είναι γνωστό εδώ και αρκετό καιρό ότι οι τυφλοί μπορούν να αντισταθμίσουν την απώλεια όρασής τους, σε κάποιο βαθμό, χρησιμοποιώντας τις άλλες αισθήσεις τους», λέει ο Joseph Raushecker, Ph.D., καθηγητής στο τμήμα. στη νευροεπιστήμη στο Πανεπιστήμιο Georgetown και επικεφαλής συγγραφέας αυτής της μελέτης.

“Η μελέτη μας εξέτασε τον βαθμό στον οποίο υπάρχει αυτή η πλαστικότητα ή αντιστάθμιση μεταξύ όρασης και ακοής κωδικοποιώντας βασικά οπτικά μοτίβα σε ακουστικά μοτίβα με τη βοήθεια μιας τεχνικής συσκευής που ονομάζουμε συσκευή αντικατάστασης αισθητηρίων. Χρησιμοποιώντας λειτουργική μαγνητική τομογραφία ( fMRI), μπορούμε να προσδιορίσουμε πού εμφανίζεται αυτή η αντισταθμιστική πλαστικότητα στον εγκέφαλο.

Η αντίληψη του προσώπου στους ανθρώπους και τα μη ανθρώπινα πρωτεύοντα λαμβάνει χώρα μέσω ενός μείγματος εξειδικευμένων περιοχών του φλοιού. Το πώς αναπτύχθηκαν αυτές οι περιοχές παρέμεινε αμφιλεγόμενο. Δεδομένης της σημασίας του στην κοινωνική συμπεριφορά, πολλοί ερευνητές πιστεύουν ότι οι νευρικοί μηχανισμοί αναγνώρισης προσώπου είναι έμφυτοι στα πρωτεύοντα ή εξαρτώνται από την πρώιμη οπτική εμπειρία με τα πρόσωπα.

«Τα αποτελέσματά μας από τυφλούς υποδηλώνουν ότι η ανάπτυξη της ατρακτοειδούς περιοχής του προσώπου δεν εξαρτάται από την εμπειρία με τα πραγματικά οπτικά πρόσωπα, αλλά από την έκθεση στη γεωμετρία των διαμορφώσεων του προσώπου, η οποία μπορεί να μεταφερθεί μέσω άλλων αισθητηριακών τρόπων», προσθέτει ο Raushecker.

«Η μελέτη μας δείχνει ότι η ατρακτοειδής περιοχή του προσώπου κωδικοποιεί την «έννοια» του προσώπου ανεξάρτητα από το κανάλι εισόδου ή την οπτική εμπειρία, το οποίο είναι ένα σημαντικό εύρημα», λέει η Paola Plaza, Ph.D., μία από τις κύριες συγγραφείς της μελέτης, τώρα στο Πανεπιστήμιο Andres Bello στη Χιλή.

Έξι τυφλοί και 10 άτομα με όραση, που χρησίμευαν ως ομάδα ελέγχου, υποβλήθηκαν σε τρεις γύρους σαρώσεων fMRI για να δουν ποια μέρη του εγκεφάλου ενεργοποιήθηκαν κατά τη μετάφραση εικόνας σε ήχο.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η ενεργοποίηση του εγκεφάλου με τον ήχο σε τυφλούς βρέθηκε κυρίως στην αριστερή ατρακτοειδή περιοχή του προσώπου, ενώ η επεξεργασία του προσώπου σε άτομα με όραση έγινε κυρίως στη δεξιά ατρακτοειδή περιοχή του προσώπου.

«Πιστεύουμε ότι η διαφορά αριστερά-δεξιά μεταξύ τυφλών και μη τυφλών μπορεί να έχει να κάνει με τον τρόπο επεξεργασίας της αριστερής και της δεξιάς πλευράς της ατρακτοειδούς περιοχής — είτε ως συνδεδεμένα μοτίβα είτε ως ξεχωριστά μέρη, κάτι που θα μπορούσε να είναι μια σημαντική ένδειξη », λέει ο Rauschecker, ο οποίος είναι επίσης συνδιευθυντής του Κέντρου Νευρωνικής Αρχιτεκτονικής στο Πανεπιστήμιο Georgetown: «Βοηθώντας μας να βελτιώσουμε το σύστημα αισθητηριακής υποκατάστασης».

Επί του παρόντος, οι τυφλοί, χρησιμοποιώντας τις συσκευές τους, μπορούν να αναγνωρίσουν ένα βασικό πρόσωπο «κινούμενων σχεδίων» (όπως ένα χαρούμενο πρόσωπο με ένα emoji) όταν μετατρέπεται σε ηχητικά μοτίβα. Η αναγνώριση προσώπων μέσω φωνών ήταν μια χρονοβόρα διαδικασία και χρειάστηκε πολλές προπονήσεις.

Κάθε συνεδρία ξεκινούσε βάζοντας τα άτομα να αναγνωρίζουν απλά γεωμετρικά σχήματα, όπως οριζόντιες και κάθετες γραμμές. Η πολυπλοκότητα των ερεθισμάτων στη συνέχεια αυξήθηκε σταδιακά, έτσι ώστε οι γραμμές να σχηματίζουν σχήματα, όπως σπίτια ή πρόσωπα, τα οποία στη συνέχεια έγιναν πιο περίπλοκα (ψηλά σπίτια έναντι φαρδιά σπιτιών, χαρούμενα πρόσωπα έναντι λυπημένα πρόσωπα).

Τελικά, οι επιστήμονες θέλουν να χρησιμοποιήσουν εικόνες πραγματικών προσώπων και σπιτιών με τη συσκευή τους, αλλά οι ερευνητές σημειώνουν ότι πρώτα θα πρέπει να αυξήσουν σημαντικά την ακρίβεια της συσκευής.

«Θα θέλαμε να μπορούμε να δούμε αν είναι δυνατό για τους τυφλούς να μάθουν να αναγνωρίζουν άτομα από τις εικόνες τους. Αυτό μπορεί να χρειάζεται περισσότερη εκπαίδευση στις μηχανές μας, αλλά τώρα που έχουμε εντοπίσει την περιοχή του εγκεφάλου όπου χρειάζεται η μετάφραση τόπο, μπορεί να έχουμε έναν καλύτερο τρόπο για το Πώς να προσαρμόσουμε καλύτερα τις διαδικασίες μας», καταλήγει ο Roschecker.

Εκτός από τον Rauschiker, οι άλλοι συγγραφείς της Georgetown είναι ο Laurent René και η Stephanie Roseman. Η Anne J. de Volder, η οποία πέθανε κατά τη διάρκεια της προετοιμασίας αυτού του χειρογράφου, βρισκόταν στο Εργαστήριο Νευροαποκατάστασης, Ινστιτούτο Νευροεπιστημών, Université Catholique de Louvain, Βρυξέλλες, Βέλγιο.

Χρηματοδότηση: Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε με επιχορήγηση από το Εθνικό Ινστιτούτο Οφθαλμών (#R01 EY018923).

Οι συγγραφείς δεν δηλώνουν προσωπικά οικονομικά συμφέροντα που να σχετίζονται με τη μελέτη.

Σχετικά με τις ειδήσεις της έρευνας οπτικής και ακουστικής νευροεπιστήμης

συγγραφέας: Κάρεν Τέπερ
πηγή: Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Georgetown
επικοινωνία: Karen Tepper – Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Georgetown
εικόνα: Η εικόνα πιστώθηκε στο Neuroscience News

Αρχική αναζήτηση: Ανοιχτή πρόσβαση.
“Τα πρόσωπα με κωδικοποίηση φωνής ενεργοποιούν την αριστερή ατρακτοειδή περιοχή του προσώπου στο πρώιμο στάδιο του τυφλού«Από τους Joseph Rauschecker et al. Ένα συν

μια περίληψη

Τα πρόσωπα με κωδικοποίηση φωνής ενεργοποιούν την αριστερή ατρακτοειδή περιοχή του προσώπου στο πρώιμο στάδιο του τυφλού

Η αντίληψη του προσώπου στους ανθρώπους και τα μη ανθρώπινα πρωτεύοντα λαμβάνει χώρα μέσω ενός μείγματος εξειδικευμένων περιοχών του φλοιού. Το πώς αναπτύχθηκαν αυτές οι περιοχές παρέμεινε αμφιλεγόμενο. Σε άτομα με όραση, οι πληροφορίες του προσώπου μεταδίδονται κυρίως μέσω της οπτικής μεθόδου. Από την άλλη πλευρά, οι πρόωροι τυφλοί μπορούν να αναγνωρίσουν σχήματα χρησιμοποιώντας ακουστικά και απτικά σημάδια.

Εδώ δείχνουμε ότι αυτά τα άτομα μπορούν να μάθουν να κάνουν διάκριση μεταξύ προσώπων, σπιτιών και άλλων σχημάτων χρησιμοποιώντας μια συσκευή αισθητηριακής υποκατάστασης (SSD) που παρουσιάζει σχηματικά πρόσωπα ως φωνολογικά κωδικοποιημένα ερεθίσματα στον ακουστικό τρόπο.

Χρησιμοποιώντας fMRI, στη συνέχεια ρωτήσαμε εάν μια επιλεκτική περιοχή του εγκεφάλου όπως η ατρακτοειδής περιοχή προσώπου (FFA) δείχνει επιλεκτικότητα για πρόσωπα στα ίδια θέματα και, πράγματι, βρήκαμε στοιχεία προτιμησιακής ενεργοποίησης της αριστερής περιοχής επιλογής προσώπου με φωνή- κωδικοποιημένα πρόσωπα.

Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η ανάπτυξη του FFA δεν εξαρτάται από την εμπειρία με οπτικά πρόσωπα, αλλά μπορεί να εξαρτάται από την έκθεση στη γεωμετρία των διαμορφώσεων του προσώπου.