Новости

Ученые из Центра изучения мозга Гарвардского университета (Center for Brain Science at Harvard University) проверили несколько предположений о механизмах различения мозгом таких категорий, как пол и раса. В результате исследования была подтверждена роль области распознавания лиц веретеновидной извилины (fusiform face area). Сам эксперимент состоял в предъявлении испытуемым фотографий людей различного пола и возраста. Регистрация активности головного мозга проводилась методом функциональной МРТ, а проверка гипотез проводилась при помощи мультивоксельного анализа.

В визуализации головного мозга методом функциональной МРТ для картирования активности нейронов используется анализ контраста изображения между участками мозга, возникающего за счет уровня кислорода крови (blood-oxygen-level-dependent (BOLD) contrast). Иными словами, из-за изменений в гемодинамике и обмене веществ участков мозга сигнал в различных анатомических структурах различается. Технически результаты функционального МРТ представляют собой базу данных из множества вокселов, маленьких трехмерных «кирпичиков», составляющих изображение в памяти компьютеров, записанных в последовательные моменты времени. Таким образом, можно оценить изменения активности участков мозга в процессе восприятия изображений, звуков, произнесения слов или выполнения заданий.

Мультивоксельный анализ функционального МРТ — это один из методов статистической обработки результатов функционального МРТ на основе методов машинного обучения и алгоритмов различения паттернов. Прежде всего, он предназначен для выявления высоковоспроизводимых пространственных паттернов активности, различных для разных экспериментальных условий. Это позволяет выявить типичные изменений в мозге человека при выполнении определенных заданий по сравнению с другим состоянием, например, с состоянием покоя.

Первый опыт состоял в проверке факта, что именно в лицевой области веретеновидной извилины происходит различение проекций женских и мужских лиц. В рамках используемой методики исследования это означало, что корреляция мультивоксельных паттернов, регистрируемых в лицевой области веретеновидной извилины, выше при рассматривании изображений людей одного пола, чем при рассматривании мужчин и женщин. Аналогичным образом проверяли предположение о локализации различения расы изображенного человека. Обе гипотезы подтвердились.

Авторы расширяют свои предположения до мысли, что только лишь лицевая область веретеновидной извилины отвечает за различение лиц по этим категориям, что было проверено изучением других областей мозга. При этом авторы замечают, что вероятнее всего обработка информации в лицевой области веретеновидной извилины носит перцептивный, а не семантический характер, то есть именно там происходит различение, но смысл этому различению «присваивается» в других локализациях (более передних областях височных долей).

В выводах работы отмечается ее роль в дальнейшем понимании механизмов восприятия мозга.

Ссылки по теме:

 — Harvard University, 2013

 — PLOS ONE, 2013, DOI: 10.1371/journal.pone.0069684

 — Neuroimage, 2013, DOI: 10.1016/j.neuroimage.2012.03.016

 — Computational and Mathematical Methods in Medicine, 2012, DOI: 10.1155/2012/961257

Фото © shutterstock.com