Das Gehirn beginnt, sich zu registrieren, Geschlecht und Alter vor dem erkennen ein Gesicht, Forscher finden

Unser Gehirn ist unglaublich gut bei der Verarbeitung von Gesichtern, und haben sogar bestimmte Regionen spezialisiert für diese Funktion. Aber Gesicht, was Dimensionen sind, die wir beobachten? Befolgen wir die Allgemeinen Eigenschaften der ersten, sehen Sie dann die details? Oder sind Dimensionen wie Geschlecht oder andere Ausweisdaten decodiert abhängig? In einer Studie, veröffentlicht in Nature Communications, Neurowissenschaftler am McGovern-Institut für Gehirn-Forschung gemessen wird die Reaktion des Gehirns, um Gesichter in Echtzeit, und gefunden, dass das Gehirn zuerst dekodiert Eigenschaften wie Geschlecht und Alter vor dem bohren nach unten, um die spezifische Identität der das Gesicht selbst.

Während der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) gezeigt hat eine unglaubliche Detailgenauigkeit, über die Regionen des Gehirns reagieren auf Gesichter, die Technik ist weniger effektiv bei uns sagt, wenn diese Hirnregionen werden aktiviert. Dies ist, weil die fMRT misst die Aktivität des Gehirns durch die Erkennung von änderungen in der Durchblutung; wenn Neuronen aktiv werden, die lokale Durchblutung zu jenen Regionen des Gehirns erhöht. Jedoch, fMRT arbeitet zu langsam, um mit dem Gehirn Millisekunde-von-Millisekunden-Dynamik. Geben Sie magnetenzephalographie (MEG), ein Verfahren entwickelt MIT dem Physiker David Cohen, erkennt die winzigen Schwankungen in der magnetischen Felder, die auftreten, mit der die elektrische Aktivität von Neuronen. Dies ermöglicht eine bessere zeitliche Auflösung der neuronalen Aktivität.

McGovern Institute investigator Nancy Kanwisher, die Walter Rosenblith Professor am MIT Department of Brain and Cognitive Sciences, postdoc Katharina Dobsen, zusammen mit Ihren co-Autoren Leyla Isik und Dimitrios Pantazis, ausgewählt zeitlich präzise Annäherung an die Zeit Messen, die es dauert, das Gehirn zu reagieren, um andere dimensionale Merkmale der Gesichter.

„Von einem kurzen Blick auf ein Gesicht, wir schnell extrahieren alle diese reiche mehrdimensionale Informationen über eine person, wie Geschlecht, Alter und Identität“, erklärt Dobsen. „Ich wollte verstehen, wie das Gehirn vollbringt diese beeindruckende Leistung, und welche neuronalen Mechanismen zugrunde liegen, dass dieser Effekt, aber niemand gemessen hatte die Zeitskalen der Reaktionen auf diese Funktionen in der gleichen Studie.“

Frühere Studien haben gezeigt, dass Menschen mit prosopagnosia, eine Bedingung zeichnet sich durch die Unfähigkeit zu erkennen, bekannte Gesichter, haben keine Schwierigkeiten, Geschlecht bestimmen, was diese Funktionen können unabhängig sein. „Aber die Prüfung, wenn das Gehirn erkennt die Geschlecht und Identität, und ob diese sich wechselseitig bedingende Funktionen, ist weniger klar“, erklärt Dobsen.

Durch die Aufzeichnung der Gehirnaktivität der Probanden im MEG-Maschine, Dobsen und Ihre co-Autoren herausgefunden, dass das Gehirn reagiert auf grobe Merkmale wie das Geschlecht und ein Gesicht, viel schneller als die Identität des Gesichtes selbst. Ihre Daten zeigten, dass, in weniger als 60-70 Millisekunden, das Gehirn beginnt zu entschlüsseln, das Alter und Geschlecht einer person. Etwa 30 Millisekunden später—bei rund 90 Millisekunden, das Gehirn beginnt mit der Verarbeitung der Identität des Gesichts.

Nach der Einrichtung eines Paradigmas zur Messung von Reaktionen auf diese Baulängen, die Autoren haben dann beschlossen, testen Sie den Effekt der Vertrautheit. Es wird allgemein davon ausgegangen, dass das Gehirn verarbeitet Informationen über „bekannte Gesichter“ mehr robust als unbekannten Gesichtern. Zum Beispiel, unsere Gehirne sind geschickt im erkennen von Schauspielerin Scarlett Johansson, die über mehrere Fotos, auch wenn Ihre Frisur ist anders, in jedem Bild. Unsere Gehirne haben eine viel härtere Zeit, erkennt jedoch an, dass zwei Bilder von der gleichen person, wenn das Gesicht nicht vertraut ist.

„Eigentlich für unbekannte Gesichter das Gehirn ist leicht zu täuschen,“ Dobsen erklärt. „Variationen in Bildern, Schatten, Veränderungen der Haarfarbe oder Stil, schnell führen uns zu denken, wir sind Blick auf eine andere person. Umgekehrt, wir haben kein problem, wenn ein bekanntes Gesicht ist im Schatten, oder ein Freund verpasst Ihr Haar Stil. Aber wir wussten nicht, warum vertrautes Gesicht Wahrnehmung ist viel robuster, ob dies aufgrund der besseren feed-forward Verarbeitung oder später Speicher abrufen.“

Um die Wirkung zu testen Vertrautheit, die Autoren gemessenen Hirnaktivität, während die Versuchspersonen eingesehen bekannte Gesichter (der amerikanischen stars) und unbekannte Gesichter (Deutsche Promis) in der MEG. Überraschend fanden Sie, dass Probanden erkennen, Geschlecht mehr schnell in vertraute Gesichter, als unbekannte Gesichter. Zum Beispiel unser Gehirn entschlüsseln, die Schauspieler Scarlett Johansson präsentiert als weibliche, bevor wir selbst erkennen, Sie ist Scarlett Johansson. Und für die weniger bekannten, deutschen Schauspieler, Karoline Herferth, unsere Gehirne packen Sie die gleichen Informationen weniger gut.

Dobsen und co-Autoren argumentieren, dass bessere Geschlecht und Identität Anerkennung ist nicht „top-down“ – für bekannte Gesichter, was bedeutet, dass bessere Antworten auf bekannte Gesichter, nicht über den Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis, sondern ein feed-forward-Mechanismus. Sie fanden heraus, dass das Gehirn reagiert auf Gesichts-Vertrautheit mit einer viel langsameren Zeitskala (400 Millisekunden), als es reagiert auf das Geschlecht, was darauf hindeutet, dass das Gehirn möglicherweise erinnern Assoziationen mit dem Gesicht (wie das ablegen Johansson in „Lost in Translation“ – Film) in diesem längeren Zeitraum.

Dies ist eine gute Nachricht für künstliche Intelligenz. „Wir sind daran interessiert, ob feed-forward-Tiefe lernen Systeme lernen können Flächen mit ähnlichen Mechanismen“, erklärt Dobsen, „und uns helfen zu verstehen, wie das Gehirn verarbeiten kann Gesichter hat es zuvor gesehen, in der Abwesenheit von ziehen auf Speicher.“