Các nhà nghiên cứu lập bản đồ cách bộ não xử lý các khuôn mặt quen thuộc

Trong nháy mắt, bạn có thể nhận ra khuôn mặt của một người bạn, cho dù họ đang vui hay buồn hoặc ngay cả khi bạn đã không gặp họ trong một thập kỷ. Nhưng làm thế nào để bộ não nhận ra những khuôn mặt quen thuộc một cách dễ dàng mặc dù có nhiều biến thể về cách chúng xuất hiện?

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Carnegie Mellon cho biết họ đang tiến gần hơn bao giờ hết để hiểu được cơ sở thần kinh của nhận dạng khuôn mặt.

Trong một nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (PNAS), họ đã sử dụng các công cụ chụp ảnh não và phương pháp tính toán rất phức tạp để đo lường các quá trình não bộ trong thời gian thực giúp chuyển diện mạo của một khuôn mặt thành khả năng nhận dạng của một cá nhân.

Các nhà nghiên cứu cho biết họ hy vọng rằng những phát hiện này có thể được sử dụng để xác định vị trí chính xác mà tại đó hệ thống nhận thức thị giác bị phá vỡ trong các rối loạn và chấn thương khác nhau, từ chứng khó đọc đến rối loạn phát triển âm đạo hoặc mù mặt.

“Kết quả của chúng tôi cung cấp một bước để hiểu các giai đoạn xử lý thông tin bắt đầu khi hình ảnh của một khuôn mặt lần đầu tiên lọt vào mắt một người và hiển thị trong vài trăm mili giây tiếp theo, cho đến khi người đó có thể nhận ra danh tính của khuôn mặt,” cho biết Tiến sĩ Mark D. Vida, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Khoa Tâm lý và Trung tâm Khoa học Xã hội và Nhân văn của Đại học Dietrich về Cơ sở Nhận thức Thần kinh (CNBC).

Để xác định cách bộ não phân biệt nhanh các khuôn mặt, các nhà nghiên cứu đã quét não của 4 người bằng phương pháp điện não đồ từ (MEG).

MEG cho phép họ đo lường hoạt động liên tục của não trong toàn bộ não trên cơ sở mili giây từng mili giây trong khi những người tham gia xem hình ảnh của 91 cá nhân khác nhau với hai nét mặt: vui vẻ và trung tính.

Những người tham gia chỉ ra khi họ nhận ra rằng khuôn mặt của cùng một cá nhân được lặp lại, bất kể biểu cảm.

Việc quét MEG cho phép các nhà nghiên cứu vạch ra, đối với từng thời điểm, phần nào của não mã hóa thông tin dựa trên ngoại hình và phần nào mã hóa thông tin dựa trên nhận dạng.

Các nhà nghiên cứu cũng so sánh dữ liệu thần kinh với các phán đoán hành vi của hình ảnh khuôn mặt từ con người, những người mà các phán đoán chủ yếu dựa trên thông tin dựa trên nhận dạng.

Sau đó, họ xác nhận kết quả bằng cách so sánh dữ liệu thần kinh với thông tin có trong các phần khác nhau của mô phỏng tính toán của mạng thần kinh nhân tạo đã được huấn luyện để nhận ra các cá nhân từ các hình ảnh khuôn mặt giống nhau.

Tiến sĩ David C. Plaut, giáo sư cho biết: “Việc kết hợp thông tin thời gian chi tiết từ hình ảnh MEG với các mô hình tính toán về cách hệ thống thị giác hoạt động có khả năng cung cấp cái nhìn sâu sắc về các quá trình não bộ trong thời gian thực, ẩn chứa nhiều khả năng khác ngoài nhận dạng khuôn mặt. tâm lý học và là thành viên của CNBC.

Nguồn: Đại học Carnegie Mellon