PLOS ONE: Определена область мозга, в которой слепые распознают лица по звуку

С помощью специализированного устройства, переводящего изображение в звук, неврологи Медицинского центра Джорджтаунского университета и их коллеги показали, что слепые люди распознают основные лица, используя часть мозга, известную как фузиформная лицевая область, — область, которая имеет решающее значение для обработки лиц у зрячих людей.

Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS ONE 22 ноября 2023 года.

Уже давно известно, что слепые люди могут компенсировать потерю зрения, в определенной степени используя другие органы чувств, — говорит Йозеф Раушекер, доктор философии, профессор кафедры нейронаук Джорджтаунского университета и старший автор исследования.

В нашем исследовании мы проверили степень пластичности или компенсации между зрением и слухом, закодировав основные зрительные паттерны в слуховые с помощью технического устройства, которое мы называем устройством сенсорного замещения. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) мы можем определить, где в мозге происходит эта компенсаторная пластичность.

Восприятие лиц у людей и нечеловекообразных приматов осуществляется с помощью целого ряда специализированных областей коры головного мозга. Вопрос о том, как развиваются эти области, остается спорным. Многие исследователи полагают, что нейронные механизмы распознавания лиц у приматов являются врожденными или зависят от раннего визуального опыта восприятия лиц, учитывая их важность для социального поведения.

Наши результаты, полученные у слепых людей, позволяют предположить, что развитие фузиформной зоны лица зависит не от зрительного восприятия лиц, а от знакомства с геометрией конфигурации лица, которая может быть передана другими сенсорными модальностями, — добавляет Раушекер.

Паула Плаза, доктор философии, один из ведущих авторов исследования, работающая сейчас в Университете Андрес Белло (Чили), говорит:

Наше исследование демонстрирует, что фузиформная область лица кодирует «концепцию» лица независимо от входного канала или зрительного опыта, что является важным открытием.

Шесть слепых и 10 зрячих людей, которые служили контрольными испытуемыми, прошли три цикла функциональной МРТ, чтобы определить, какие участки мозга активизируются при переводе изображения в звук. Ученые обнаружили, что активация мозга на звук у слепых людей происходила преимущественно в левой фузиформной лицевой области, в то время как у зрячих людей обработка лица происходила в основном в правой фузиформной лицевой области.

Мы полагаем, что разница между левым и правым полушарием у слепых и незрячих людей может быть связана с тем, как левая и правая стороны фузиформной области обрабатывают лица — как связанные паттерны или как отдельные части, что может стать важной подсказкой для совершенствования нашего устройства сенсорной замены, — говорит Раушекер, который также является содиректором Центра нейроинженерии Джорджтаунского университета.

В настоящее время с помощью этого устройства слепые люди могут распознавать основные «мультяшные» лица (например, счастливое лицо эмодзи), когда они транскрибируются в звуковые паттерны. Распознавание лиц по звукам было трудоемким процессом, потребовавшим множества тренировок. Каждый сеанс начинался с распознавания простых геометрических фигур, таких как горизонтальные и вертикальные линии; затем сложность стимулов постепенно увеличивалась, и линии образовывали фигуры, такие как дома или лица, которые затем становились еще более сложными (высокие и широкие дома, счастливые и грустные лица).

В конечном итоге ученые хотели бы использовать в сочетании со своим устройством изображения реальных лиц и домов, однако исследователи отмечают, что сначала им придется значительно увеличить разрешение устройства.

Мы хотели бы выяснить, могут ли слепые люди научиться узнавать людей по их фотографиям. Возможно, для этого потребуется еще много практики с нашим устройством, но теперь, когда мы точно определили область мозга, в которой происходит перевод, мы сможем лучше понять, как точно настроить наши процессы, — заключает Раушекер.

22.11.2023