Как мозг запоминает лица

Группа ученых по руководством Дорис Цао (Doris Tsao), биолога из Калифорнийского Технологического института, используя сочетание картирования мозга и записи сигналов отдельных нейронов, похоже, раскрыла нервный код распознавания лиц приматов. Ученые установили, что частота пульсации каждой клетки определенных участков лица (face patches, и это термин) соответствует отдельной его особенности. Клетки могут «настраиваться» для реагирования на биты информации подобно системе шкал и затем комбинировать эти биты различными способами для воспроизведения каждой черты увиденного «лица» животного. Подробно свои результаты ученые изложили в статье, опубликованной в журнале Cells.

Изучение способности мозга к обработке изображений показало, что за распознавание лиц отвечают несколько участков височной доли мозга размером с ягоду черники.

Чтобы понять, как клетки выполняют эту функцию распознавания, Цао, совместно со Стивеном Ле Чаном (Steven Le Chang) сделали 2000 снимков лиц, различающихся 50 признаками, включая округлость овала лица, расстояние между глазами, тон и текстуру кожи. Эти снимки они показывали двум обезьянам, регистрируя активность отдельных нейронов в трех различных лицевых лоскутках обоих животных.

Оказалось, что нейроны реагируют только на какую-то одну особенность. Нейроны гиппокампа кодируют не индивидуальные лица. Нейроны разделяют изображения лица на малые участки и кодируют определенные признаки, например ширину линии роста волос. Более того, отдельные нейроны обрабатывают и дополнительную информацию. Данные от разные участков лица объединяются для получения полной картины.

Поняв, как осуществляется это разделение труда, Чан и Цао смогли предсказывать реакцию нейронов на совершенно новое лицо. Они разработали математическую модель, в которой особенности лица кодировалась различными нейронами. Затем они показали обезьяне изображение лица, которого она раньше не видела. Используя созданный алгоритм, ученые смогли на основании полученных данных о реакциях нейронов сформировать цифровым методом изображение увиденного обезьяной лица. Воспроизведение оказалось почти неотличимым от изображения, которое видела обезьяна.

Источник: scientificrussia.ru

Комментарии: