دانشمندان مدار تشخیص چهره را در مغز نخستی‌ها کشف کردند

این مسیر میان‌بر می‌تواند توضیح دهد که چرا نوزادان انسان بدون توسعه فرایندهای پیچیده و دقیق تشخیص چهره متوجه چهره‌ها می‌شوند.

اسکن‌های مغزی میمون‌های رزوس نشان می‌دهند که وقتی چیزی در گوشه میدان دید این جانوران قرار می‌گیرد، مغز آن‌ها در کمتر از ۴۰ میلی‌ثانیه تشخیص می‌دهد که آن چیز یک صورت است یا یک شیء. به بیان دیگر، این نخستی‌سانان حتی بدون این که سر خود را به‌طور کامل برگردانند، تنها با یک نیم‌نگاه یک چهره را تشخیص می‌دهند.

این تشخیص چهره سریع در مغز نخستی‌سانان از طریق یک مسیر تکاملی کهن به‌نام «کولیکولوس فوقانی» میسر می‌شود. این مسیر از چشم‌ها به یکی از بخش‌های اولیه قشر بینایی و سپس بخشی از میان‌مغز می‌رسد. این مسیر میان‌بر با آن بخش از مغز که چهره‌های آشنا را تشخیص می‌دهد متفاوت است. آن بخش شامل یک مدار بلندتر است که از بخش‌های «جوان‌تر» قشر بینایی نخستی‌سان عبور می‌کند.

برای مقایسه، انسان‌ها می‌توانند چهره‌های آشنا را در مرکز بینایی خود در ۳۸۰ میلی‌ثانیه تشخیص دهند. این ۸۰ میلی‌ثانیه کوتاه‌تر از زمانی است که آن‌ها چهره‌های ناآشنا را شناسایی می‌کنند. مدار کوتاه‌تری که ذکر شد، زمان کمتری برای تشخیص چهره نیاز دارد، اما فقط چیزهایی مانند صورت را که در گوشه میدان دید هستند شناسایی می‌کند.

دانشمندان مطمئن نیستند که عصب‌های درون کولیکولوس فوقانی در انسان‌ها نقشی مشابه میمون‌های رزوس دارند یا نه. اما می‌دانیم که این عصب‌ها کودکان انسان را قادر می‌سازند تا صورت‌ها را تعقیب کنند و به محرک‌های احساسی واکنش دهند.

این مدار می‌تواند توضیح دهد که ما چگونه می‌توانیم چهره‌ها را حتی از گوشه چشم که دقت بینایی پایینی دارد، شناسایی کنیم. این مدار احتمالاً به مغز کمک می‌کند تا افراد را حالات چهره پیچیده را شناسایی کند و ما را قادر سازد تا مهارت‌های تعامل اجتماعی کسب کنیم.

توانایی تشخیص چهره نخستی‌سانان

در مطالعه اخیر، پژوهشگران انستیتوی ملی سلامت آمریکا مغز دو میمون رزوس را اسکن کردند تا بفهمند وقتی میمون‌ها تصاویر چهره میمون‌ها، چهره انسان‌ها، بدن‌ها، دست‌ها، میوه‌ها یا اشیای ساخت انسان را می‌بینند، چه عصب‌هایی در مغزشان فعال می‌شوند.

این تصاویر خارج از میدان بینایی مرکزی میمون‌ها قرار گرفتند تا آن‌ها نتوانند از مدارهای تشخیص چهره شناخته‌شده استفاده کنند.

در نهایت، پژوهشگران ۱۴۰ عصب را در کولیکولوس فوقانی شمارش کردند که قوی‌ترین واکنش را به چهره میمون‌های دیگر در اطراف میدان بینایی داشتند.

پژوهشگران دریافتند که هر دو میمون می‌توانستند تنها ۳۰ میلی‌ثانیه پس از نمایش تصاویر، چهره‌ها را تمییز دهند. پس از ۵۰ میلی‌ثانیه، دقت این تمایز به ۸۰ درصد می‌رسید و پس از ۹۰ میلی‌ثانیه، اوج دقت حاصل می‌شد که برابر بود با ۹۲ درصد.

از طرف دیگر، کولیکولوس فوقانی هر دو میمون تقریباً ۶۵ میلی‌ثانیه پس از نمایش تصاویر، بین اشیای متحرک را از اشیای غیرمتحرک تمییز می‌داد.

واکنش کندتر به اشیاء نشان از آن دارد که نخستی‌سانان به نواحی قشری مرتبه بالاتر نیاز دارند تا بتوانند چیزی را که چشم می‌بیند تأیید کنند. اما اشیائی که شبیه به چهره هستند، این مسیر طولانی‌تر را میان‌بر می‌زنند و بلافاصله نورون‌های میان‌مغز را فعال می‌کنند.

این یافته‌ها توضیح می‌دهند که چرا نوزادان علی‌رغم این که در قشر بینایی خود عصب‌های مربوط به شناسایی چهره را توسعه نداده‌اند، همچنان می‌توانند روی چهره‌ها متمرکز شوند. این مدار تازه‌کشف‌شده همچنین توضیح می‌دهد که چرا برخی از نخستی‌سانان با سرعتی بسیار بیشتر از سرعت عصب‌های دقیق‌تر تشخیص چهره سر خود را به‌طرف چهره‌ها برمی‌گردانند.

پژوهشگران می‌گویند این مدار احتمالاً یکی از عوامل توسعه فرایندهای پیچیده‌تر تشخیص چهره در مغز است. به این ترتیب، اختلال آن می‌تواند در اوتیسم نقش داشته باشد. پژوهشگران نتایج مطالعه خود را در ژورنال Neuron منتشر کرده‌اند.