Search
מיני-איברים תלת-ממדיים מרקמת מוח עוברית אנושית פותחים חזית חדשה בחקר המוח

מדעני NIH חושפים מעגלים מוחיים מאחורי זיהוי פנים בפרימטים

מדענים מהמכונים הלאומיים לבריאות (NIH) חשפו מעגל מוחי בפרימטים שמזהה במהירות פרצופים. הממצאים עוזרים לא רק להסביר כיצד הפרימטים חשים ומזהים פנים, אלא יכולים להיות גם השלכות על הבנת מצבים כמו אוטיזם, שבהם זיהוי וזיהוי פנים נפגעים לעתים קרובות מהילדות המוקדמת. המעגל שזה עתה התגלה מפעיל לראשונה חלק עתיק מבחינה אבולוציונית במוח הנקרא קוליקולוס העליון, אשר לאחר מכן יכול לגרום לעיניים ולראש להסתובב למראה טוב יותר. תצוגה טובה יותר זו מאפשרת לאזורי מוח שונים בקורטקס הטמפורלי לעסוק בזיהוי פנים מורכב יותר. המחקר פורסם בכתב העת עֲצָבוֹן.

זיהוי מהיר של פרצופים הוא מיומנות מפתח אצל בני אדם ופרימטים אחרים. המעגל שהתגלה לאחרונה מסביר כיצד אנו מסוגלים לזהות ולהסתכל במהירות על פרצופים, גם אם הם מופיעים לראשונה בשדה הראייה ההיקפי שבו חדות הראייה ירודה. המעגל הזה יכול להיות מה שמאיר את פניו כדי לעזור למוח ללמוד לזהות אנשים ולהבין הבעות פנים מורכבות, ולעזור לנו לרכוש מיומנויות אינטראקציה חברתית חשובות."

ריצ'רד קראוזליס, Ph.D., מהמכון הלאומי לעיניים של NIH (NEI) ומחבר בכיר של המחקר

אצל פרימטים בוגרים, המוח מפתח אזורים מיוחדים בקליפת המוח הטמפורלית הנקראים "כתמי פנים" המספקים את היכולת לזהות ולהבחין בין אנשים לפי תווי הפנים שלהם. עם זאת, זיהוי פנים תלוי בפרטים עדינים המסופקים על ידי הראייה המרכזית בחדות גבוהה של העין; כדי שנוכל לזהות פנים, ראשית עלינו להביט ישירות בהם.

כאשר תינוקות נולדים, אין להם את החדות הגבוהה הדרושה כדי לראות את הפרטים העדינים של הפנים, והאזורים הספציפיים לפנים של קליפת המוח לא מתפתחים עד מאוחר יותר. למרות זאת, תינוקות בדרך כלל מתמצאים ומסתכלים על פרצופים בשלב מוקדם מאוד של החיים, מה שמרמז על כך שמתקיים תהליך נוסף.

תצפיות אלו הותירו את המדענים עם מספר שאלות, כולל: כיצד המוח מעביר את העיניים לכיוון הפנים כדי לראות טוב יותר פרטים עדינים? מה מספק את העדפת הפנים הזו לפני ש"כתמי הפנים" של המוח מתפתחים? ואיך "כתמי הפנים" של המוח מפתחים מלכתחילה את היכולת להבין פרצופים?

קראוזליס ועמיתיו שיערו שהקוליקלוס העליון – הידוע כזיהוי עצמים – יכול לספק את החוליה החסרה. חלק מהמוח האמצעי, הוא אומר לשאר המוח אם משהו נמצא במקום כלשהו – לא מהו האובייקט, אלא פשוט שהוא שם. הוא מתפקד במהירות רבה ומתחבר ישירות לחלקים המוטוריים של המוח, מכוון את תנועות העיניים לעבר אובייקטים מעניינים, או נרתע מהדרך של אובייקט בראייה ההיקפית.

כדי לבדוק אם הקוליקלוס העליון עשוי לסייע בזיהוי פנים באופן ספציפי, הרכיבו המחברים הראשונים גונגצ'ן יו, Ph.D., וליאור כץ, Ph.D., אוסף של תמונות, כולל פרצופים, עצמים ביולוגיים שאינם פנים, כמו ידיים וזרועות, ופריטים אחרים כמו פירות או חפצים מעשה ידי אדם. לאחר מכן הם הראו את התמונות הללו לקופים בוגרים בשדה הראייה ההיקפי של הקופים ותיעדו תגובות עצביות בקוליקולוס העליון.

מחקרים קודמים העלו שזיהוי עצמים על ידי הקוליקלוס העליון היה אגנוסטי לאובייקט, כלומר חלק זה של המוח רק ציין את נוכחותו או היעדרו של משהו, ללא כל הבחנה של מה הדבר הזה יכול להיות. עם זאת, במחקר זה, קראוזליס ועמיתיו מצאו שבתוך 40 מילישניות, יותר ממחצית מהנוירונים שהם מדדו הגיבו בצורה חזקה יותר לתמונות של פנים בהשוואה לסוגים אחרים של עצמים. כמה נוירונים נוספים הציגו בסופו של דבר העדפות לסוגים אחרים של עצמים, אך לא לפני 100 אלפיות השנייה. במילים אחרות, הזיהוי הספציפי לפנים היה מהיר בהרבה מזיהוי עצמים אחרים, והועדף על ידי חלק גדול מהנוירונים הנמדדים.

החוקרים גם הצליחו לקבוע שבעוד שהקוליקלוס העליון יכול לקבל מידע חזותי ישירות מהעין, תהליך זיהוי האובייקטים הזה דורש תחילה קלט מהחלק המוקדם של קליפת המוח החזותית.

מכיוון שהקוליקלוס העליון גם מתחבר בחזרה לקליפת הראייה בהמשך מסלול העיבוד החזותי, המדענים חושדים שהמעגל הזה מספק מנגנון להדגשת חשיבותם של עצמים מסוימים.

"אנו מאמינים שמעגל העדפת הפנים הזה עשוי למעשה להניע את התפתחות תהליכי זיהוי הפנים המתקדמים יותר של המוח", אמר קראוזליס. "אם כן, ליקויים בהעדפת פנים זו בקוליקלוס העליון עשויים למלא תפקיד באוטיזם."

מחקר זה מומן על ידי התוכנית התוך-מורלית של NEI. בנוסף לסופרים המובילים יחד יו וכץ, תרמו למחקר גם כריסטיאן קווייה, Ph.D., ואדם מסינגר, Ph.D.

דילוג לתוכן