Как мозг «узнаёт» лица знакомых людей
Каждому из нас знакомо чувство озарения, когда, встретив на улице человека, мы внезапно понимаем, что знаем его. Это неотъемлемая часть нашей жизни, независимо от того, что мы делаем дальше – расплываемся в улыбке или стараемся куда-то спрятать глаза. Именно так это ощущение и воспринимается большинством людей – как нечто естественное и обыденное. Однако нейробиологи уже десятки лет пытаются понять, как работает этот механизм идентификации. Однозначных ответов нет до сих пор, но в последние годы некоторых успехов в изучении феномена ученые все же добились.
Факт узнавания соседа, мамы или папы, одноклассника или коллеги по работе, мужа или жены не кажется нам каким-то сверхъестественным. Однако нейробиологи осознают, что для человеческого мозга это настоящий подвиг. Чтобы он стал возможным, глаза «сканируют» лицо опознаваемого, а память извлекает из своего архива запечатленное ранее изображение. При этом мы способны «выхватывать» друзей и знакомых даже не на самых удачных и очень старых фотографиях, когда эти люди выглядели несколько иначе.
Исследователи с давних пор стараются выяснить, почему на знакомые лица мы реагируем не так, как на неизвестные. В частности, предпринимались попытки выявить механизм деятельности мозга, который связывает восприятие «картинки» и накопленную память.
Нейроны бабушки
В шестидесятых годах прошлого века для его объяснения была сформулирована гипотеза о так называемом «нейроне бабушки» – гипотетической клетке мозга, которая задействуется всякий раз, когда человек видит бабушку, думает о ней или даже просто где-то слышит её имя. Он описывался как некая ячейка в памяти, в которой хранятся все представления о той самой бабуле. Концепция этого человека, если так можно выразиться.
Далее следовал логичный вывод о том, что в мозге есть «склад», где находятся тысячи слотов с подобной информацией – для каждого человека, которого нам довелось узнать в жизни. Таким образом, связующим звеном между восприятием и памятью представлялись именно эти нейроны. При этом надо понимать, что идея нейрона бабушки изначально была шуточной.
Возможно, ученые, занимавшиеся изучением вопроса, отчаявшись нащупать правильный ответ, в какой-то момент начали насмехаться друг над другом. Что-то вроде: «Смотри, не потеряй тот нейрон со своей бабушкой».
Со временем, что весьма забавно, эта идея стала подтверждаться. Естественно, не в том гротескном виде, в котором она существовала изначально. Исследования засвидетельствовали верность её генеральной концепции, после чего уже была сформулирована научная теория.
Так, например, в 2005 году был проведен эксперимент, в ходе которого исследователи наблюдали за активностью нескольких областей мозга у восьми участников, рассматривавших картинки, рисунки и имена.
Выяснилось, в частности, что при изучении фотографий тогда ещё весьма привлекательной Дженнифер Энистон у испытуемых задействовались определенные группы нейронов в гиппокампе.
Другие скопления клеток реагировали на изображения Холли Берри, среди которых были и пристойные, и весьма пикантные. В той же самой точке фиксировалась реакция на имя актрисы, написанное на бумаге.
Таким образом, мы имеем дело не с одним «нейроном бабушки», а с отдельными группами клеток, отвечающими за распознавание Холли Берри, Дженнифер Энистон, и далее по очень обширному списку.
Эксперименты на макаках
Идем далее. Летом 2021 года ученые из Рокфеллерского университета отчитались о результатах исследования, которое, как кажется, выявило еще одну сторону таинственной связи между восприятием лиц и памятью. В этом случае они попытались увидеть, в чем конкретно заключается разница в реакции соответственно на знакомые и незнакомые лица.
Ранее эта же группа проводила эксперименты на макаках, в ходе которых обнаружила, что при виде известных черт задействуется область мозга, которую называют височным полюсом. На этот раз исследователи также решили не переходить на человеческие личности и привлекли к дальнейшим опытам уже хорошо знакомых им обезьян, которые, как оказалось, различают друг друга не хуже людей.
Ученые показали макакам в общей сложности более 200 изображений. Картинки делились на четыре категории:
- Первая: фотографии сородичей, которых животные лично знали в течение долгого времени;
- Вторая: обезьяны, знакомые только по телевизионным передачам;
- Третья: посторонние макаки;
- Четвертая (контрольная): изображения человеческих лиц и прочие объекты.
Обнаружилось, что нейроны височного полюса подопытных животных реагируют исключительно на картинки из первой категории. Это показало, что как минимум у макак есть область мозга, которая позволяет идентифицировать знакомые лица.
Это крайне интересно сразу по нескольким причинам. Во-первых, мы видим напоминающую пресловутый «нейрон бабушки» разновидность клеток мозга, которая, по всей видимости, действительно является связующим звеном между восприятием и памятью.
Во-вторых, эти исследования приближают нас к пониманию того, как человеческий мозг «кодирует» знакомые лица. Если он работает по тому же принципу, который ученые увидели у макак, то мы воспринимаем родных, близких, соседей, одноклассников, сослуживцев, кинозвезд и президентов не так, как посторонних людей. На самом что ни на есть клеточном уровне.