Πώς αναγνωρίζει ο εγκέφαλος μας τα πρόσωπα;

Ένα μυστήριο πολλών δεκαετιών κατάφεραν να λύσουν επιστήμονες στις ΗΠΑ χρησιμοποιώντας εγκεφαλικά κύματα πειραματόζωων (μαϊμούδων μακάκων) για να δημιουργήσουν στον υπολογιστή σχεδόν τέλειες αναπαραστάσεις των ανθρώπινων προσώπων που προηγουμένως είχαν δείξει σε φωτογραφίες στα ζώα.

Η νέα αυτή ανακάλυψη ρίχνει φως σε ένα από τα πιο μεγάλα μυστήρια της νευροεπιστήμης – την κατανόηση του πώς ο εγκέφαλος αναγνωρίζει τα πρόσωπα.

 

Οι ερευνητές,  με επικεφαλής την καθηγήτρια βιολογίας και νευροεπιστήμης Ντόρις Τσάο του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech), δημοσίευσαν την έρευνα τους στο περιοδικό «Cell» (Κύτταρο).

«Σπάσαμε τον κώδικα του εγκεφάλου για την αναγνώριση των προσώπων», δήλωσε η Τσάο.

Όπως αναφέρουν οι ερευνητές, αυτές οι νέες γνώσεις θα έχουν διάφορες πρακτικές εφαρμογές στο μέλλον, όπως στο πεδίο της εγκληματολογίας, βοηθώντας στην ανακατασκευή του προσώπου ενός εγκληματία μόνο από την ανάλυση των εγκεφαλικών κυμάτων ενός μάρτυρα.

Οι νευροεπιστήμονες είχαν έως τώρα εντοπίσει νευρώνες του εγκεφάλου που αντιδρούν σχεδόν αποκλειστικά στα πρόσωπα.

Αυτό που δεν γνώριζαν, όμως, είναι το πώς ακριβώς γίνεται η διαδικασία της αναγνώρισης των εικόνων στον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου, ο οποίος επεξεργάζεται τα ερεθίσματα που στέλνουν τα μάτια.

Τελικά, έδειξαν πως ο εγκέφαλος βασίζεται σε μαθηματικούς υπολογισμούς όπως αυτούς που χρησιμοποιεί ένας αλγόριθμος, αναλύοντας σε αριθμούς 50 διαφορετικά χαρακτηριστικά του προσώπου (σχήμα, απόσταση ανάμεσα στα μάτια, μήκος μύτης, υφή δέρματος κ.α.).

«Το “κλειδί” είναι ότι παρόλο που υπάρχει ένας άπειρος αριθμός προσώπων, όλα αυτά μπορείς να τα περιγράψεις με μόνο 50 τρόπους. Είναι κάτι ανάλογο με την υπολογιστική όραση, μόνο που συμβαίνει μέσα στον εγκέφαλό μας», ανέφερε η Τσάο.

Κάθε διαφορετικός νευρώνας «βλέπει» ένα διαφορετικό χαρακτηριστικό του προσώπου και όλοι μαζί ανασυνθέτουν την εικόνα του προσώπου στον εγκέφαλο.

Έτσι, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα δικό τους αλγόριθμο που, αφού «διαβάσει» τα εγκεφαλικά κύματα μετά από την αναγνώριση ενός προσώπου, μπορεί να δημιουργήσει μια εικόνα σε υπολογιστή αυτού του προσώπου, το οποίο ο εγκέφαλος έχει προηγουμένως δει και αναγνωρίσει.

Στα πειράματα με τους μακάκους αρκούσε -με τη βοήθεια ηλεκτροδίων εισηγμένων στο κρανίο- η καταγραφή της δραστηριότητας περίπου 200 νευρώνων, για να αναδημιουργηθεί με σχεδόν πλήρη ακρίβεια το πρόσωπο ενός ανθρώπου που το ζώο είχε δει προηγουμένως και μάλιστα άσχετα αν το πρόσωπο ήταν προφίλ ή ανφάς.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι κάτι ανάλογο συμβαίνει στον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Αφού αναγνωρισθεί το πρόσωποστον οπτικό φλοιό, είναι πιθανό ότι οι μνήμες των οικείων προσώπων αποθηκεύονται πλέον στον ιππόκαμπο, στην περιοχή του εγκεφάλου που είναι ζωτική για τη μνήμη.