Раскрыты новые нейронные механизмы распознавания лиц

Способность узнавать лица — одна из самых удивительных и социально значимых функций человеческого мозга. Благодаря ей мы отличаем друзей от незнакомцев, запоминаем важных людей в нашей жизни и даже оцениваем потенциальные угрозы. Долгое время считалось, что за распознавание личности отвечают миндалевидное тело (амигдала) и гиппокамп — области, связанные с эмоциями и памятью. Согласно классическим представлениям, нейроны в этих структурах кодируют идентичность человека независимо от его внешности, то есть реагируют на знакомую личность, даже если она меняет прическу, выражение лица или возраст.

Однако новое исследование, опубликованное в Nature Human Behaviour, ставит под сомнение эту устоявшуюся теорию. Ученые из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, Университета Западной Вирджинии и других институтов обнаружили, что отдельные нейроны в амигдале и гиппокампе могут кодировать не абстрактную идентичность, а конкретные черты лица. Это открытие меняет наше понимание того, как мозг обрабатывает лица и формирует социальные воспоминания.

Эксперименты и ключевые результаты

В исследовании участвовали 19 пациентов с эпилепсией, которым в мозг были имплантированы электроды для мониторинга активности нейронов. Это позволило ученым записать реакции более 3500 отдельных клеток в миндалевидном теле и гиппокампе, пока пациенты рассматривали изображения лиц — как знакомых, так и незнакомых.

Анализ данных показал, что многие нейроны реагируют не на идентичность человека, а на определенные визуальные признаки: форму носа, разрез глаз, выражение лица. Эти нейроны, названные нейронами признаков, активировались в ответ на схожие черты, даже если перед испытуемыми были разные люди. Более того, паттерны их активности позволяли предсказать, как мозг отреагирует на новые, ранее не виденные лица.

Этот результат противоречит прежним представлениям о том, что миндалевидное тело и гиппокамп работают на более абстрактном уровне, кодируя личность вне зависимости от внешности. Вместо этого исследование предполагает, что в этих областях существует промежуточный слой нейронов, который связывает визуальное восприятие с семантической памятью.

Последствия и будущие исследования

Открытие нейронов-признаков может перевернуть наше понимание социального познания. Во-первых, оно дает новое объяснение тому, как мозг переходит от восприятия черт лица к формированию устойчивого представления о личности. Во-вторых, это может помочь в изучении расстройств, связанных с распознаванием лиц, таких как прозопагнозия (лицевая слепота). Если у здоровых людей нейроны амигдалы и гиппокампа эффективно связывают визуальные признаки с памятью, то у пациентов с прозопагнозией этот механизм может быть нарушен.

Кроме того, исследование открывает новые направления для изучения искусственного интеллекта. Современные системы распознавания лиц работают на основе анализа визуальных паттернов, но не всегда учитывают семантические аспекты идентичности. Понимание того, как мозг объединяет эти процессы, может помочь в создании более совершенных алгоритмов.

Хотя традиционные модели предполагали, что миндалевидное тело и гиппокамп кодируют личность абстрактно, новое исследование показывает, что эти области также играют ключевую роль в обработке визуальных признаков. Это не отменяет прежние теории, но добавляет новый уровень сложности в наше понимание социального мозга. Дальнейшие исследования помогут выяснить, как именно нейроны признаков взаимодействуют с другими системами памяти и эмоций, открывая новые горизонты в нейронауке и психологии.