WikiDer > Веретенообразная область лица

Fusiform face area
Веретенообразная область лица
Constudproc - inferior view.png
Человеческий мозг, вид снизу. Веретенообразная область лица показана ярко-синим цветом.
Распознавание лица веретенообразной формы лица.jpg
Компьютерная фМРТ сканирование человека, которого попросили посмотреть на лица. Изображение показывает усиленный кровоток в коре головного мозга, которая распознает лица (FFA).
Анатомическая терминология

В веретенообразная область лица (FFA); (смысл: веретенообразная / веретенообразная область лица) является частью человеческого зрительная система это специализировано для распознавание лиц.[1] Он расположен в нижняя височная кора (ИТ), в веретенообразная извилина (Площадь Бродмана 37).

Структура

FFA находится в брюшной поток на вентральной поверхности височная доля на боковой стороне веретенообразная извилина. Это сбоку от область парагиппокампа. Он отображает некоторые латерализация, обычно больше справа полушарие.

FFA был открыт и продолжает исследоваться на людях, использующих позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) исследования. Обычно участник просматривает изображения лиц, предметов, мест, тел, перемешанных лиц, перемешанных объектов, перемешанных мест и перемешанных тел. Это называется функциональный локализатор. Сравнение нейронной реакции между лицами и зашифрованными лицами выявит области, которые реагируют на лица, в то время как сравнение активации коры между лицами и объектами выявит области, которые являются избирательными по лицу.

Функция

FFA человека была впервые описана Жюстин Сержент в 1992 году[2] и позже назван Нэнси Канвишер в 1997 г.[1] который предположил, что существование FFA является доказательством специфика домена в зрительной системе. Исследования недавно показали, что FFA состоит из функциональных кластеров, которые находятся в более мелком пространственном масштабе, чем измеряли предыдущие исследования.[3] Электрическая стимуляция этих функциональных групп выборочно искажает восприятие лица, что является причинным подтверждением роли этих функциональных групп в восприятии изображения лица.[4] Хотя общепринято, что FFA больше реагирует на лица, чем на большинство других категорий, ведутся споры о том, является ли FFA однозначно предназначенным для обработки лиц, как это было предложено Нэнси Канвишер и другими, или участвует ли он в обработке других объектов. . Гипотеза экспертизы, отстаиваемая Изабель Готье и другие, предлагает объяснение того, как FFA становится избирательным для лиц у большинства людей. Гипотеза экспертных знаний предполагает, что FFA является важной частью сети, которая важна для выделения объектов, которые визуально похожи, потому что они имеют общую конфигурацию частей. Готье и др., В сотрудничестве с Канвишером,[5] проверили экспертов как по машинам, так и по птицам, и обнаружили некоторую активацию в FFA, когда эксперты по автомобилям определяли автомобили, а эксперты по птицам - птиц.[6] Это открытие было воспроизведено,[7][8] и эффекты опыта в FFA были обнаружены для других категорий, таких как шахматные дисплеи[9] и рентгеновские лучи.[10] Недавно было обнаружено, что толщина коры головного мозга в FFA определяет способность распознавать лица, а также транспортные средства.[11]

2009 г. магнитоэнцефалография Исследование показало, что предметы случайно воспринимаются как лица, пример парейдолия, вызывают раннюю (165 миллисекунд) активацию в FFA во время и в месте, аналогичных вызываемым лицами, в то время как другие обычные объекты не вызывают такие активация. Эта активация аналогична компоненту ERP для лица. N170. Авторы предполагают, что восприятие лица, вызванное объектами, похожими на лица, является относительно ранним процессом, а не поздним феноменом когнитивной переинтерпретации.[12]

Один тематическое исследование из агнозия предоставлены доказательства того, что лица обработаны особым образом. Пациент, известный как К. К., пострадавший повреждение мозга в результате автомобильной аварии, позже разработанный объект агнозия. Он испытывал большие трудности с распознаванием объектов базового уровня, в том числе и с частями тела, но очень хорошо справлялся с распознаванием лиц.[13] Более позднее исследование показало, что К. К. был неспособен распознавать лица, которые были перевернуты или иным образом искажены, даже в тех случаях, когда их могли легко идентифицировать нормальные люди.[14] Это считается доказательством того, что веретенообразная область лица специализирована для обработки лиц в нормальной ориентации.

Исследования с использованием функциональная магнитно-резонансная томография и электрокортикография продемонстрировали, что активность в кодах FFA для отдельных лиц[15][16][17][18] и FFA настроен на поведенческие особенности лица.[15] An электрокортикография Исследование показало, что FFA участвует в нескольких этапах обработки лица, непрерывно от момента, когда люди видят лицо, до момента, когда они на него реагируют, демонстрируя динамическую и важную роль, которую FFA играет как часть сети восприятия лица.[15]

Другое исследование показало, что активность FFA выше, когда человек видит знакомое лицо, а не незнакомое. Участникам были показаны разные изображения лиц, которые были либо одинаковыми, либо знакомыми, либо лицами с разными идентичностями, либо незнакомыми. Было обнаружено, что участники более точно сопоставляли знакомые лица, чем незнакомые. Используя фМРТ, они также обнаружили, что участники, которые более точно определяли знакомые лица, имели большую активность в своей правой веретенообразной области лица, а участники, которые плохо подходили к сопоставлению, имели меньшую активность в своей правой веретенообразной области.[19]

История

Функция и противоречие

Веретенообразная область лица (FFA) - это часть мозга, расположенная в веретенообразная извилина с обсуждаемой целью. Некоторые исследователи считают, что FFA эволюционно предназначена для восприятие лица. Другие считают, что FFA различает любые знакомые стимулы.

Психологи спорят о том, активируется ли FFA лицами для эволюционного или экспертиза причина. Противоречивые гипотезы проистекают из неоднозначности активации FFA, поскольку FFA активируется как знакомыми объектами, так и лицами. Исследование новых объектов под названием Greebles определил это явление.[20] При первом знакомстве с greebles FFA человека активировалась сильнее лицами, чем greebles. После ознакомления с отдельными greeble или становления экспертом по greeble, FFA человека активировалась одинаково по лицам и greeble. Аналогично, дети с аутизм было показано, что распознавание объектов развивается такими же замедленными темпами, как и распознавание лиц.[21] Исследования поздних пациентов с аутизмом показали, что аутичные люди имеют более низкую плотность нейронов в FFA.[22] Однако возникает интересный вопрос: связано ли плохое восприятие лица с уменьшенным количеством ячеек или с уменьшенным количеством ячеек потому, что аутичные люди редко воспринимают лица?[23] На вопрос просто: являются ли лица просто объектами, с которыми каждый человек разбирается?

Китайские иероглифы, подобные тем, которые используются в Fu et al., Которые вызывают ответ в FFA

Есть доказательства, подтверждающие эволюционное восприятие лица FFA. Тематические исследования других специализированных областей мозга могут предполагать, что FFA изначально предназначена для распознавания лиц. В других исследованиях были выявлены области мозга, важные для распознавания окружающей среды и тела.[24][25] Без этих выделенных областей люди не способны узнавать места и тела. Аналогичное исследование относительно прозопагнозия определила, что FFA важна для распознавания уникальных лиц.[26][27] Однако эти пациенты обычно могут узнавать тех же людей другими способами, например по голосу. Также были проведены исследования с использованием языковых символов, чтобы выяснить роль FFA в распознавании лиц. Эти исследования показали, что такие объекты, как Китайский персонажи, вызывают более высокий отклик в разных областях FFA, чем те, которые вызывают высокий отклик от лиц.[28] Эти данные подразумевают, что определенные области FFA имеют эволюционные цели восприятия лица.

Свидетельства от младенцев

FFA недоразвита у детей и полностью не развивается до подросткового возраста. Это ставит под сомнение эволюционное предназначение FFA, поскольку дети демонстрируют способность различать лица. Было показано, что двухлетние младенцы предпочитают лицо своей матери.[29] Хотя FFA недоразвита у двухлетних младенцев, они способны узнавать свою мать. Младенцы уже в трехмесячном возрасте показали способность различать лица.[30] В это время младенцы демонстрируют способность различать пол и явно предпочитают женские лица.[31] Предполагается, что с точки зрения эволюции младенцы сосредотачиваются на женщинах в еде, хотя это предпочтение может просто отражать предвзятость в отношении тех, кто за ними ухаживает. Младенцы, кажется, не используют эту область для восприятия лиц. Недавние исследования с помощью фМРТ не обнаружили в головном мозге детей от 4 до 6 месяцев области, отобранной для лица.[32] Однако, учитывая, что мозг взрослого человека изучен гораздо более широко, чем мозг младенца, и что младенцы все еще подвергаются основным процессам развития нервной системы, может оказаться, что FFA не находится в анатомически знакомой области. Возможно также, что активация множества различных восприятий и когнитивных задач у младенцев размыта с точки зрения нейронных цепей, поскольку младенцы все еще переживают периоды нейрогенез и нервная обрезка; 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 деятельность, которая посвящена другой задаче, чем деятельность по обработке лица. Младенческое зрение включает в себя распознавание только света и темноты, распознавание только основных черт лица, активацию миндалина. Эти данные ставят под сомнение эволюционное предназначение FFA.

Свидетельства эмоций

Исследования того, что еще может вызвать FFA, подтверждают аргументы о его эволюционной цели. Бесчисленное множество выражения лица люди используют то, что нарушает структуру лица. Эти нарушения и эмоции сначала обрабатываются миндалевидным телом, а затем передаются в FFA для распознавания лиц. Эти данные затем используются FFA для определения дополнительной статической информации о лице.[33] Тот факт, что FFA находится на более низком уровне в обработке эмоций, предполагает, что он имеет мало общего с восприятием эмоций и вместо этого имеет дело с восприятием лица.

Однако недавние данные показывают, что у FFA есть и другие функции в отношении эмоций. FFA по-разному активируется лицами, демонстрирующими разные эмоции. Исследование показало, что FFA сильнее активируется испуганными лицами, чем нейтральными.[34] Это означает, что FFA выполняет функции по обработке эмоций, несмотря на последующую обработку, и ставит под сомнение его эволюционное предназначение для идентификации лиц.

Дополнительные изображения

  • Веретенообразная область лица показана красным.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Канвишер Н, Макдермотт Дж., Чун М.М. (1 июня 1997 г.). «Веретенообразная область лица: модуль в экстрастриальной коре головного мозга человека, специализирующийся на восприятии лица». J. Neurosci. 17 (11): 4302–11. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.17-11-04302.1997. ЧВК 6573547. PMID 9151747.
  2. ^ Сержант Дж., Охта С., Макдональд Б. (февраль 1992 г.). «Функциональная нейроанатомия лица и обработки объектов. Исследование позитронно-эмиссионной томографии». Мозг. 115 (1): 15–36. Дои:10.1093 / мозг / 115.1.15. PMID 1559150.
  3. ^ Weiner, Kevin S .; Гриль-Спектор, Каланит (Октябрь 2010 г.). «Редко распределенная организация активаций лица и конечностей в вентральной височной коре человека». NeuroImage. 52 (4): 1559–73. Дои:10.1016 / j.neuroimage.2010.04.262. ЧВК 3122128. PMID 20457261.
  4. ^ Парвизи Дж., Жак С., Фостер Б.Л., Уиттофт Н., Рангараджан В., Вайнер К.С., Гриль-Спектор К. (октябрь 2012 г.). «Электрическая стимуляция веретенообразных избирательных участков лица искажает восприятие лица». J Neurosci. 32 (43): 14915–20. Дои:10.1523 / jneurosci.2609-12.2012. ЧВК 3517886. PMID 23100414.
  5. ^ Готье, Изабель (2017-02-22). «Поиски FFA привели к экспертизе его специализации». arXiv:1702.07038 [q-bio.NC].
  6. ^ Готье I, Skudlarski P, Gore JC, Anderson AW (февраль 2000 г.). «Экспертиза машин и птиц задействует области мозга, участвующие в распознавании лиц». Nat. Неврологи. 3 (2): 191–7. Дои:10.1038/72140. PMID 10649576.
  7. ^ Сюй, Ю. (2005-08-01). «Пересмотр роли веретенообразной области лица в визуальной экспертизе». Кора головного мозга. 15 (8): 1234–1242. Дои:10.1093 / cercor / bhi006. ISSN 1047-3211. PMID 15677350.
  8. ^ МакГугин, Рэнкин Уильямс; Гейтенби, Дж. Кристофер; Гор, Джон С .; Готье, Изабель (2012-10-16). «Визуализация опыта с высоким разрешением показывает надежную избирательность объекта в веретенообразной области лица, связанную с восприятием». Труды Национальной академии наук. 109 (42): 17063–17068. Bibcode:2012ПНАС..10917063М. Дои:10.1073 / pnas.1116333109. ISSN 0027-8424. ЧВК 3479484. PMID 23027970.
  9. ^ Билалич, Мерим; Лангнер, Роберт; Ульрих, Рольф; Гродд, Вольфганг (13.07.2011). «Многоликая экспертиза: веретенообразная область лица у шахматных экспертов и новичков». Журнал неврологии. 31 (28): 10206–10214. Дои:10.1523 / jneurosci.5727-10.2011. ЧВК 6623046. PMID 21752997.
  10. ^ Билалич, Мерим; Гроттенталер, Томас; Нэгеле, Томас; Линдиг, Тобиас (2016-03-01). «Лица на радиологических изображениях: веретенообразная область лица поддерживает рентгенологическую экспертизу». Кора головного мозга. 26 (3): 1004–1014. Дои:10.1093 / cercor / bhu272. ISSN 1047-3211. PMID 25452573.
  11. ^ McGugin, Rankin W .; Ван Гулик, Ана Э .; Готье, Изабель (06.10.2015). «Толщина кортикального слоя в веретенообразной области лица позволяет прогнозировать распознавание лиц и объектов». Журнал когнитивной неврологии. 28 (2): 282–294. Дои:10.1162 / jocn_a_00891. ISSN 0898-929X. ЧВК 5034353. PMID 26439272.
  12. ^ Хаджихани Н., Кверага К., Наик П., Альфорс С.П. (февраль 2009 г.). «Ранняя (N170) активация коры головного мозга, специфичной для лица, объектами, похожими на лицо». NeuroReport. 20 (4): 403–7. Дои:10.1097 / WNR.0b013e328325a8e1. ЧВК 2713437. PMID 19218867.
  13. ^ Берманн М., Москович М., Винокур Г. (октябрь 1994 г.). «Сохранность зрительных образов и нарушение зрительного восприятия у пациента с зрительной агнозией». J Exp Psychol Hum Percept Perform. 20 (5): 1068–87. Дои:10.1037/0096-1523.20.5.1068. PMID 7964528.
  14. ^ Москович М., Винокур Г., Берманн М. (1997). «Что особенного в распознавании лиц? Девятнадцать экспериментов на человеке с агнозией и дислексией визуальных объектов, но нормальным распознаванием лиц». J Cogn Neurosci. 9 (5): 555–604. Дои:10.1162 / jocn.1997.9.5.555. PMID 23965118.
  15. ^ а б c Гуман, Авниэль Сингх; Brunet, Nicolas M .; Ли, Юаньнин; Конецки, Рома О .; Пайлс, Джон А .; Walls, Shawn A .; Дестефино, Винсент; Ван, Вэй; Ричардсон, Р. Марк (01.01.2014). «Динамическое кодирование информации о лице в веретенообразной извилине человека». Nature Communications. 5: 5672. Bibcode:2014 НатКо ... 5.5672G. Дои:10.1038 / ncomms6672. ISSN 2041-1723. ЧВК 4339092. PMID 25482825.
  16. ^ Анзеллотти, Стефано; Fairhall, Scott L .; Карамацца, Альфонсо (01.08.2014). «Расшифровка представлений личности, допускающих вращение». Кора головного мозга. 24 (8): 1988–1995. Дои:10.1093 / cercor / bht046. ISSN 1460-2199. PMID 23463339.
  17. ^ Нестор, Адриан; Плаут, Дэвид С .; Берманн, Марлен (14.06.2011). «Распознавание распределенного нейронного кода личности посредством пространственно-временного анализа паттернов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (24): 9998–10003. Bibcode:2011PNAS..108.9998N. Дои:10.1073 / pnas.1102433108. ISSN 1091-6490. ЧВК 3116398. PMID 21628569.
  18. ^ Хан, Шераз; Грамфорт, Александр; Shetty, Nandita R .; Kitzbichler, Manfred G .; Ганесан, Сантош; Моран, Джозеф М .; Ли, Су Мэй; Габриэли, Джон Д. Э .; Тагер-Флусберг, Хелен Б. (19 февраля 2013 г.). «Локальная и дальняя функциональная связь снижается одновременно при расстройствах аутистического спектра». Труды Национальной академии наук. 110 (8): 3107–3112. Bibcode:2013ПНАС..110.3107К. Дои:10.1073 / pnas.1214533110. ISSN 0027-8424. ЧВК 3581984. PMID 23319621.
  19. ^ Weibert, K; Эндрюс, Т.Дж. (август 2015 г.). «Активность в правой веретенообразной области лица предсказывает поведенческое преимущество для восприятия знакомых лиц». Нейропсихология. 75: 588–96. Дои:10.1016 / j.neuropsychologia.2015.07.015. PMID 26187507.
  20. ^ Готье, я; Берманн М. Тарр MJ (1999). «Можно ли действительно отделить распознавание лиц от распознавания объектов?». Журнал когнитивной неврологии. 11 (4): 349–70. CiteSeerX 10.1.1.34.4412. Дои:10.1162/089892999563472. PMID 10471845.
  21. ^ Scherf, S; Behrmann M; Minshew N; Луна Б (апрель 2008 г.). «Атипичное развитие распознавания лиц и приветствий при аутизме». Журнал детской психиатрии. 49 (8): 838–47. Дои:10.1111 / j.1469-7610.2008.01903.x. ЧВК 3071970. PMID 18422548.
  22. ^ ван Кутен И.А., Пальмен С.Дж., фон Каппельн П., Штайнбуш Х.В., Корр Х., Хейнсен Х., Хоф ПР, ван Энгеланд Х., Шмитц С. (апрель 2008 г.). «Нейронов веретенообразной Gyrus все меньше и меньше при аутизме». Мозг. 131 (4): 987–99. Дои:10.1093 / мозг / awn033. PMID 18332073.
  23. ^ Газзанига, Майкл; Иври, Ричард Б .; Мангун, Джордж Р. (2014). Когнитивная неврология: биология разума (4-е изд.). Нью-Йорк: W.W. Norton Company Inc. стр.247. ISBN 978-0-393-91348-4.
  24. ^ Эпштейн, Рассел; Канвишер, Нэнси (апрель 1998 г.). «Кортикальное представление местной визуальной среды». Природа. 392 (6676): 598–601. Bibcode:1998Натура.392..598E. Дои:10.1038/33402. PMID 9560155.
  25. ^ Даунинг, Пол; Юхун Цзян; Майлз Шуман; Нэнси Канвишер (сентябрь 2001 г.). «Селективная область коры для визуальной обработки человеческого тела». Наука. 293 (5539): 2470–2473. Bibcode:2001Sci ... 293.2470D. CiteSeerX 10.1.1.70.6526. Дои:10.1126 / science.1063414. PMID 11577239.
  26. ^ Лю, Дж; Канвишер Н. Харрис А. (2010). «Восприятие частей лица и конфигурации лица: исследование фМРТ». Журнал когнитивной неврологии. 22 (1): 203–11. Дои:10.1162 / jocn.2009.21203. ЧВК 2888696. PMID 19302006.
  27. ^ Прието, EA; Caharel S; Henson R; Россия Б (2011). «Чувствительность лица, несмотря на повреждение правой боковой поверхности затылочного мозга при приобретенной прозопагнозии». Границы нейробиологии человека. 5: 138. Дои:10.3389 / fnhum.2011.00138. ЧВК 3257870. PMID 22275889.
  28. ^ Fu, S; Chunliang F; Shichun G; Yuejia L; Раджа П. (2012). Бартон, Джейсон Джереми Синклер (ред.). «Нейронная адаптация предоставляет доказательства категориальных различий в обработке лиц и китайских иероглифов: исследование ERP N170». PLOS ONE. 7 (7): e41103. Bibcode:2012PLoSO ... 741103F. Дои:10.1371 / journal.pone.0041103. ЧВК 3404057. PMID 22911750.
  29. ^ Бушнелл, I.W.R. (2001). «Распознавание лиц матери у новорожденных: обучение и память». Младенчество и развитие ребенка. 10 (1–2): 67–74. CiteSeerX 10.1.1.569.3165. Дои:10.1002 / icd.248.
  30. ^ Гольдштейн, Брюс (2013). Чувство и восприятие. Бельмонт, Калифорния: Cengage Lerning. п. 91. ISBN 978-1133958499.
  31. ^ Quinn, P.C .; Yahr J; Kuhn A .; Slater A.M .; Паскалиль О. (2002). «Репрезентация пола человеческого лица младенцами: предпочтение женского пола». Восприятие. 31 (9): 1109–21. Дои:10.1068 / стр3331. PMID 12375875. S2CID 11359932.
  32. ^ Дин, Бен; Ричардсон, Хилари; Дилкс, Дэниел Д.; Такахаши, Ацуши; Кейл, Борис; Wald, Lawrence L .; Канвишер, Нэнси; Сакс, Ребекка (10.01.2017). «Организация высокого уровня зрительной коры у младенцев». Nature Communications. 8: 13995. Bibcode:2017НатКо ... 813995D. Дои:10.1038 / ncomms13995. ISSN 2041-1723. ЧВК 5234071. PMID 28072399.
  33. ^ Адольфс, Р. (апрель 2002 г.). «Нейронные системы для распознавания эмоций». Текущее мнение в нейробиологии. 12 (2): 169–71. Дои:10.1016 / S0959-4388 (02) 00301-X. PMID 12015233.
  34. ^ Гайер, Аманда; Монк, Кристофер С. МакКлюр-Тон, Эрин Б. Нельсон, Эрик Э. Роберсон-Ней, Роксанна Адлер, Эбби Д. Фромм, Стивен Дж. Лейбенлуфт, Эллен Пайн, Дэниел С. Эрнст, Моник (июль 2010 г.). «Экспертиза развития реакции миндалины на выражение лица». Журнал когнитивной неврологии. 20 (9): 1565–82. Дои:10.1162 / jocn.2008.20114. ЧВК 2902865. PMID 18345988.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)

дальнейшее чтение

  • МакКоун и др., Тенденции в когнитивных науках, 2007 г.
  • Карлсон, Нил Р., Физиология поведения, 9-е изд., 2007. ISBN 0-205-46724-5
  • Букач С. М .; Готье I .; Тарр М. (2006). «За гранями и модульностью: сила экспертных рамок». Тенденции в когнитивных науках. 10 (4): 159–166. Дои:10.1016 / j.tics.2006.02.004. PMID 16516534.