CC BY
48
УДК 159.91
DOI:10.23888/humJ20173287-301 © Турсунов В.В., 2017
ПОНИМАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЗНАНИЯ ЛИЦ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ
© Tursunov V.V., 2017
COMPREHENSION OF FACE COGNITION IN MODERN SCIENCE
Аннотация. Статья посвящена теоретическому обзору процесса познания лиц в современной науке. В данной статье поднимаются вопросы терминологии, основных подходов к изучению, а так же возможному вкладу отечественной нейропсихологической школы в развитие данного направления. Процесс познания лиц - сложная система, состоящая из множества компонентов. Современные варианты исследования процесса познания лиц часто ограничиваются психодиагностическими методиками, которые направлены на одну сторону процесса познания лиц. Данные методики имеют как свои плюсы (простота обработки и применения), так и свои минусы (однонаправленность, отсутствие учета индивидуальных характеристик).
Поэтому не смену им пришли новые варианты исследования процесса познания лиц - многомерные исследования процесса познания лиц. Данные батареи
Abstract. This article is dedicated to theoretical research of face cognition in modern science. In this article discussed issues related to terminology, the basic approaches in research and the possible contribution of Russian neuropsychology school in this problem. Modern variants of the research of face cognition are bounded by psychodiagnostic methods which are directed on the one side of the process of face cognition. These methods have their pluses (easy elaboration and use) and minuses (unidi-rection, absence of calculation of individual characteristics). That's why new ways of researches of face cognition come- many- dimensional researches of face cognition. These batteries include all-round research of face cognition, and calculation of individual characteristics, speed and precision making tasks precision. This approach is very interesting and adequate for researching the face cognition, but there is a row of questions: impossibility of using
включают всестороннее изучение процесса познания лиц, а так же учет индивидуальных характеристик, учет скорости и точности выполнения заданий. Данный подход достаточно интересный и адекватный для изучения процесса познания лиц, но встаёт ряд вопросов: невозможность применения этих методик в клиниках из-за большого количества времени для их выполнения, невозможность применения с детьми из-за их истощаемости. Данные проблемы несут большой недостаток для клинического применения данных методик.
Возможным решением этой проблемы может служить как раз отечественная школа нейропсихологии, которая позволит изучить вклад определенной зоны в осуществление восприятия лица, как сложного процесса. Более тщательное качественное описание позволит раскрыть новые грани этого процесса. Так же адекватным будет сочетание качественного анализа с одной стороны, количественного анализа с другой, а так же дополнения этих исследований психофизиологическими методами, где каждый метод будет дополнять другой на определенном этапе исследования.
these methods in clinics because of much time to make them, impossibility using this method with children because of their exhaustibility. These problems carry big deficiency in clinical using these methods. The way of solving this problem may be in Russian school of neuropsychology, which will allow to research the contribution of exact zone in face cognition, as it's a very difficult process. More detailed and qualified describing will open new horizons of this process. Besides, mixing of quality analysis and quantitative analysis is adequate with researches of physiological methods, where every method will be amplified with another on an exact stage of a research
Key words: face cognition, face perception, prosopagnosia, neuro-psychology.
Ключевые слова: процесс познания лиц, восприятие лиц, про-зопагнозия, нейропсихология.
Данная статья посвящена проблеме процесса познания лиц в современной науке. Данный вопрос в отечественной психологии малоизвестен, но активное изучение, понимание всей сложности этого процесса позволит сделать большой вклад в развитии нейронаук и улучшение качества жизни населения. В данной работе акцент преимущественно ставился на описание наиболее изученных отделов головного мозга отвечающих за процесс познания лица, их функции, а так же на раскрытие проблемы современной терминологии, а именно адаптация и внедрение в словарь отечественной психологии нового термина.
Термин «познания лица» является новым и малознакомым в отечественной психологической науке, но при этом достаточно долгое время существует за рубежом.
Исследованием познания лица за рубежом занимались и занимаются Bruce. V, Young. A, Gobbini M. I., Haxby, J.V., Kanwisher N.G., McDermott J., Chun M.M., Rolls, Sommer и другие. Данная проблема активно изучается за рубежом, но при этом до сих пор не хватает теоретических и практических данных, которые более подробно описали специфический вклад определенных отделов головного мозга в обеспечение процесса познания лица.
Процесс познания лиц (face cognition) является одним из самых важных процессов для социального функционирования человека. Это сложная и многокомпонентная система, которая обеспечивает весь многоэтапный процесс познания лиц, нарушение же различных компонентов в данной системе может приводить к различным формам нарушений.
В целом, познание лица можно разделить на множество процессов, среди которых: целостное восприятие лица, восприятие деталей и соотношений между ними, запоминание лиц и их узнавание, идентификация личности человека [3,4].
Существует множество исследований, которые связывают каждую функцию процесса с мозговыми зонами, но данные исследования часто противоречат друг другу. Хотя всё-таки можно выделить зоны, нарушение которых неизбежно ведет к нарушению тех или иных процессов. Эти структуры являются основными и наиболее изученными на данный момент[4,5,6,8,9].
Рассматривая структуры, которые участвуют в восприятии лица, современные исследования смогли найти и выделить специализированные нейроны в различных отделах головного мозга, к сожалению, большинство работ по поиску нейронов были проведены на макаках. Нейроны, реагирующие в первую очередь на лица, встречаются чаще в областях ТРО, ТЕа, ТЕт, составляя в них около 20% от всех визуальных нейронов, доля же этих нейронов в височной коре 4-10% у макак.
В префронтальной коре так же были найден ряд чувствительных нейронов, эти нейроны реагируют немного медленнее, чем нейроны височной области (140-200мс, по сравнению с височной областью 80-100). Эти нейроны сложнее активировать, из-за того, что многие из них реагируют лучше на реальные лица, чем на 2D изображения. Роль этих нейронов велика, вероятно, в социальном взаимодействии, а именно в восприятии выражения лица. Грубо перенести данные полученные на обезьянах на человека и это делать, разумеется, нельзя, но мы можем сделать вывод о том, что возможен ряд исследований, которые более подробно бы открыли нам специализацию нейронов в головном мозге человека.
Восприятие лица как сложный процесс обеспечивается взаимодействием множества различных зон головного мозга.
Одна из наиболее изученных областей коры, которая участвует в восприятии лица - это небольшая часть на поверхности веретенообразной извилины
(fusiformarea - FFA). Повреждение FFA может приводить к некоторым формам прозопагнозии. Реакция веретенообразной извилины на лица практически в два раза сильнее, чем на другие раздражители (даже, если лицо представлено схематически).
Латеральная часть веретенообразной извилины является необходимой структурой в распознании лиц и в отделении их от других объектов, FFA чувствительна к базовой структуре физического лица (наличию глаз, рта, носа), а так же правильному их расположению. Ряд исследований подтверждает, что данная структура участвует в структурном восприятии тех черт лица, которые являются необходимыми для идентификации человека. Данные, которые свидетельствуют о роли данной структуры в восприятие знакомых и незнакомых лиц, противоречат друг другу, но большинство склоняются к тому, что есть определенная чувствительность данной зоны именно к восприятию знакомых лиц.
Следующая зона расположена в латеральной поверхности затылочной доли, в непосредственной близости от нижней затылочной извилины (извилина, расположенная на нижней части боковой поверхности затылочной доли ниже латеральной затылочной борозды). Она является более ранней областью, в которой происходит процесс восприятия лица. Современные теории предполагают, что данная область является чувствительной к компонентам лица (нос, глаза, рот) и служит первоначальным этапом для последующих более сложных процессов восприятия лица. Данная область так же чувствительна к восприятию данных о положении объекта в пространстве. Проблема исследования в том, что в клинике нет больных с чистым поражением данной области, любое поражение так или иначе затрагивает и другие части головного мозга, поэтому тяжело полностью оценить функциональный вклад данной области в восприятие лица. По данным Bouvier and Engel, большинство очагов поражения при прозопагнозии, расположены в непосредственной близости к данной области.
Верхняя височная борозда также играет большое значение в восприятии лица, особенно в его социальных аспектах (восприятие взгляда, эмоциональное выражение лица). Обнаружена большая активность в этой области, при выполнении заданий на выявление эмоционального состояния человека по выражению лица, данная область чувствительна к таким характеристикам как изменение выражения взгляда, мимики. При этом не играет такую большую роль в идентификации лица.
Медиальная префронтальная кора, височно-теменной узел, передняя парапо-ясная кора предположительно отвечают за восприятие психического состояние знакомых людей, данные зоны позволяют оценить намерения, состояние других людей.
Миндалевидное тело, «социальные тормоза» нашего головного мозга, данная зона проявляет большую активность при восприятии лиц людей, которых мы не знаем. Эта зона играет большую роль в бдительности, эмоциональной реакции на воспринимаемое незнакомое лицо. Люди с поражением данных областей воспринимают всех людей как доброжелательных и неопасных.
Если же процесс познания лиц является системой, то необходимо изучить, как влияют на работу системы нарушения её компонентов. Важным является более подробно установить, какие структуры участвуют в познании лиц и их роль в этом процессе.
Особенности терминологии процесса познания лица и его изучения.
Можно сделать вывод, что термины лицевой гнозис и восприятие лица, не отображают всей системы, затрагивая лишь её части. В западной литературе успешно используются термины: «face cognition» (Gobbini, Haxby), который более адекватно и полно отображают этот процесс [4].
Обращаясь к терминологии, можно увидеть, что как в отечественной, так и в западной нейропсихологии, расстройства познания лица чаще называют зрительной агнозией или же прозопагнозией, и характеризуют как потерю способности распознавать реальные лица или их изображения, в грубых случаях, неспособ-
ность различать лица людей разного возраста и пола, при сохранности зрительного анализатора, сохранном интеллекте и речи. В литературе наиболее распространено связывать данное расстройство с поражением задних отделов правого полушария [2,7]. В любом из определений под прозопагнозией понимают неспособность людей различать лица, но всё-таки эти люди понимают, что лица - эта лица, а не что-либо другое.
В данном вопросе, мы выходим на более широкое понимание процесса, где термин прозопагнозия или же лицевая агнозия, показывает нам только одну сторону возможных нарушений процесса познания лиц, без анализа причины, специфики нарушения.
Современные исследования, которые всё чаще проводятся с помощью фМРТ, позволяют открыть новые грани процесса познания лиц, но также вносят ряд проблем касательно самого метода изучения. С помощью фМРТ мы можем увидеть многообразные связи между различными структурами, но фМРТ может сказать нам только то, что данная область чувствительна к этим стимулам или что ответы в ней связаны с поведением, но не может сказать нам, что она обязательно необходима для всего процесса, возможно, сам процесс происходит в другой области, а мы видим лишь модуляцию от неё.
Встает вопрос, являются ли структуры выявленные на фМРТ строго необходимыми для процесса познания лиц? И возможна ли перестройка системы при их поражении?
Современные варианты исследования процесса познания лиц часто ограничиваются психодиагностическими методиками, которые направлены на одну сторону процесса познания лиц. Данные методики имеют как свои плюсы (простота обработки и применения), так и свои минусы (однонаправленность, отсутствие учета индивидуальных характеристик).
Поэтому не смену им пришли новые варианты исследования процесса познания лиц - многомерные исследования процесса познания лиц. Данные батареи
включают всестороннее изучение процесса познания лиц, а так же учет индивидуальных характеристик, учет скорости и точности выполнения заданий. Данный подход достаточно интересный и адекватный для изучения процесса познания лиц, но встаёт ряд вопросов: невозможность применения этих методик в клиниках из-за большого количества времени для их выполнения, невозможность применения с детьми из-за их истощаемости. Данные проблемы несут большой недостаток для клинического применения данных методик.
Возможным решением этой проблемы может служить как раз отечественная школа нейропсихологии, которая позволит изучить вклад определенной зоны в осуществление восприятия лица, как сложного процесса. Более тщательное качественное описание позволит раскрыть новые грани этого процесса. Необходимы исследования, которые будет опираться на более качественное описание нарушенных функций, а так же учитывать особенности первичных и вторичных расстройств, использовать синдромный анализ.
Так же адекватным будет сочетание качественного анализа с одной стороны, количественного анализа с другой, а так же дополнения этих исследований психофизиологическими методами. Где каждый метод будет дополнять другой на определенном этапе исследования. Множество процессов в познании лиц невозможно измерить количественно, поэтому необходим качественный метод. Важным в изучении любого процесса является использование варьируемых наборов проб, которые позволяют ориентироваться в компонентном составе системы [1]. Это особенно важно при изучении процесс познания лиц. Проблема, которая встает перед исследователями в этом случае - это недостаток методик для адекватного изучения процесса познания лиц. Если этот процесс система, то некорректно измерять его, используя одно задание. Необходимо комплексное изучение с множеством заданий, которые будут направлены на разные стороны процесса.
Конфликт интересов отсутствует.
This article is dedicated to the problem of comprehension of face cognition in modern science. This problem in a Russian school of psychology is not well-known, but active researches and understanding of all difficulties of this process will allow to make a big contribution to developing of neurophysiology and improving the people's quality of life. This article turns particular attention on describing the most researched parts of a human brain responded to the face cognition and its functions and also, the developing of the problem of a modern terminology and inculcation of a new term in the Russian psychology vocabulary.
The term "face cognition" is new and not well-known in a Russian school of psychology, but has a long story in other countries.
In foreign countries face cognition is researched by Bruce. V, Young. A, Gobbini M. I., Haxby, J. V., Kanwisher N.G., McDermott J., Chun M.M., Rolls, and others. This problem has a great activity researches in other countries but still, there is little practical and theoretical data which describes a specific contribution of definite parts of a brain during face cognition.
Face cognition is one of the most important process for the social functioning in a human's life. It's a hard and a multicomponent system which supplies all action during face cognition and breaking of different components of this system leads to different forms of abnormality.
In whole, face cognition is divided in different processes such as: face perception, perception of different details and correlation between them, face remember and recognition, identification.
There are many researches which join processes and their zones in a brain but data often contribute with each other. But still we can single out the disordered zones leading to breaking different processes. These structures are the main and most examined at this moment. [4,5,6,8,9].
Considering the structures taking the part in face cognition, modern researches are able to find and single out the specialized neurons in different parts of a brain. Unfortu-
nately, most works of finding neurons were realized on macaques. Neurons which react first of all on faces, are found in TPO, Tea, Tem area and take 20% of all visual neurons. The macaque's lobe of these neurons in a temporal area is 4-10%.
There were also found some sensible neurons in a prefrontal cortex, these neurons react a little bit slower than neurons in a temporal area (140- 200 ms in comparison with prefrontal cortex 80-100). These neurons are more difficult to activate because of most of them have a better reaction on real faces than 2D images. These neurons play a big role, maybe in a social communication and exactly in face cognition. It is rude to transfer the data got from monkeys on a human and it's incorrect to do it of course, but we can make a conclusion that it is able to make some researches which can explain the specialization of neurons in a human brain in detail. Face cognition as a difficult process happens by an interaction of many zones in a human brain.
One of the most studied area is a fusiform area. Disorders of FFA can lead to some forms of prosopagnosia. The response of the fusiform gyrus for faces almost two times stronger than to other stimuli (even if the person is represented schematically).
The lateral part of the fusiform area is a necessary structure in the face cognition and separation it of other objects, FFA is sensible to a basic structure of a face (eyes, mouth, nose), and to the correct position. A number of researches confirms that this structure takes part in a structural perception of lineament, which are necessary for an identification of a human. Data are evidence of the role of this structure in an familiar/unfamiliar face cognition contradict to each other, but the majority thinks that there is some sensibility of this zone exactly in face cognition.
The next zone is in the lateral surface of the occipital lobe, in the vicinity of the lower occipital gyrus. It is the previous zone in which the face cognition happens. Modern theories have an opinion that this zone is sensible to the face components (nose, eyes, mouth) and serves as the first stage for the next more difficult processes of face cognition. This zone is also sensible to the perception of object's location data in space. The problem of the research is that there is no patients in clinics with exact affect of this
zone, each affect touches other parts of brain as well. So, it's difficult to evaluate a functional endowment of this zone in face cognition. Following the information of Bouvier and Engel, The most part of lesion focus during prosopagnosia are close to this zone.
Superior temporal gyrus also plays a big role in face cognition, especially in its social aspects ( eye cognition, emotional expression of a face). A big activity is found in this area during the completion of exercises of finding of emotional condition of a human by face expression, this zone is sensible to changing of look and mimics. But there is no high activity in face identification.
The medial prefrontal cortex, temporo-parietal node, paracingulate sulcus percept psychological condition of familiar people. These zones allow to evaluate intentions, conditions of others. Amygdala is a social brake of our brain. This zone shows the highest activity in face cognition of unfamiliar people. This zone plays a big role in vigilance, emotional reaction of perceived unfamiliar face. The people with lesions of these areas perceive all people as kind and not dangerous. If the process of face cognition is a system, then it is necessary to learn how breakings of the components of the system influence on it. It is important get to know which structures take part in face cognition and their role in it.
Peculiarities of terminology of face cognition and its researches.
We may make a conclusion, that face perception and face cognition don't show all the system touching only its parts. It is used In European literature a popular term "face cognition" (Gobbini, Haxby), which fully describes this process [4].
Using the terminology, you can see, that as in russian and western neuropsycholo-gy the problems with face cognition are often called visual agnosia or prosopagnosia and characterized as loosing an ability to differ real faces and images. In some cases, disability to differ ages and sexes, keeping eye analyzer, intellect and speaking. In literature this disorder is widely spread to keep with confusions of zones of right hemis-
phere [2,7]. Each definition of prosopagnosia means disability to differ faces, but these people still understand that faces are faces, not anything else.
In this question we come to a broader understanding of a process, where the term "prosopagnosia" or face agnosia, shows us only one side of possible breaking face cognition processes, without analysis of the reason and specificity breaking.
Modern researches, which more and more often are made by fMRI , allow to open new horizons of face cognition, but also give a row of problems concerning the method of the research. By fMRI we can see wide range of ties between different structures, but fMRI can only tell us, that this zone is sensible to these stimuli or that the answers in it are tied with behavior, but cant inform us, that it's necessary for the whole process, maybe, the process happens in another zone, and we see only modulation from it.
There is the question, Are the structures revealed in fMRI strictly necessary for face cognition? Can the system switch over after affection?
Modern variants of the research of face cognition are bounded by psychodiagnostic methods which are directed on the one side of the process of face cognition. These methods have their pluses (easy elaboration and use) and minuses (unidirection, absence of calculation of individual characteristics). That's why new ways of researches of face cognition come- many- dimensional researches of face cognition. These batteries include all-round research of face cognition, and calculation of individual characteristics, speed and precision making tasks precision. This approach is very interesting and adequate for researching the face cognition, but there is a row of questions: impossibility of using these methods in clinics because of much time to make them, impossibility using this method with children because of their exhaustibility. These problems carry big deficiency in clinical using these methods.
The way of solving this problem may be in Russian school of neuropsychology, which will allow to research the contribution of exact zone in face cognition, as it's a very difficult process. More detailed and qualified describing will open new horizons of this process. The researchers are needed, which lean on more qualified describing of
broken functions, and taking into account the peculiarities of primary and secondary disorders, use a syndrome analysis.
Besides, mixing of quality analysis and quantitative analysis is adequate with researches of psychological methods, where every method will be amplified with another on an exact stage of a research. Many processes of face cognition cannot be measured, that's why the quality method is necessary to be. It is important in researching each process the use of verified row of tests, which allow to orient in a component structure of the system [1]. It's very important during face cognition. In this case, the problem standing in front of explorers- is lack of methods for adequate researching of face cognition. If this process is a system, it is incorrect to measure it using only one task. There is need of complex research with many tasks, which will be directed on different sides of the process.
There is no conflict of interest.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Евсина О.В. Качество жизни в медицине - важный показатель состояния здоровья пациента [Электронный ресурс] / О.В. Евсина // Личность в меняющемся мире: здоровье, адаптация, развитие: сетевой журн. 2013 т.1 №1 (1). Режим доступа: http://humjournal.rzgmu.ru/art&id=23 (дата обращения: 29.09.2017).
2. Микадзе Ю.В. Некоторые методологические вопросы качественного и количественного анализа в нейропсихологической диагностике // Вестник МГУ. Сер.14.Психология. 2012. № 2, с. 96- 103.
3. Полонская Н. Н. Случай зрительной агнозии у больной с двусторонним нарушением мозгового кровообращения в задних мозговых артериях. Сообщение 2. Исследование нарушений зрительного узнавания лиц, пространства, цвета и букв// Вестник Московского университета. Серия 14. Психология - 2010. - №1 -с.70-83.
4. Bruce V. and Young, A. (1986). Understanding face recognition. British Journal of Psychology, 77, 305-327.
5. Gobbini, M. I. and Haxby, J. V. (2007). Neural systems for recognition of familiar faces. Neuropsychologia, 45, 32-41.
6. James V. Haxby and M. Ida Gobbini (2012). Distributed Neural Systems for Face Perception. Oxford Handbook of Face Perception, 114-129.
7. Kanwisher N.G., McDermott J. and Chun M.M. (1997). The fusiform face area: A module in human extrastriate cortex specialized for face perception Journal of Neuroscience, 17, 4302-4311.
8. Mc Neil J.E. and Warrington E.K. (1993). Prosopagnosia: a face-specific disorder. Quarterly Journal of Experimental Psychology. A Human Experimental Psychology, 46, 1-10.
9. Nancy Kanwisher and Jason J.S. Barton (2012). The Functional Architecture of the FaceSystem: integrating Evidence from fMRI and Patient Studies. Oxford Handbook of Face Perception, 130-147.
10. Rolls ET. Face neurons. In: Calder AJ, Rhodes G, Johnson MH, Haxby JV, editors. The Oxford Handbook of Face Perception. Oxford: Oxford University Press; 2011. p. 51-75.
REFERENCES:
1. Evsina O.V. Kachestvo zhizni v medicine - vazhnyj pokazatel' sostoyaniya zdo-rov'ya pacienta [The quality of life in medicine is an important indicator of the health status of the patient].Jelektronnyj nauchnyj zhurnal «Lichnost' v menjajushhemsja mire: zdorov'e, adaptacija, razvitie».2013; 1: 119-133.Available at: http://humjournal.rzgmu.ru/art&id=23 (in Russian)
2. Mikadze YU.V. Nekotorye metodologicheskie voprosy kachestvennogo i koli-chestvennogo analiza v nejropsihologicheskoj diagnostike [Some methodological issues
qualitative and quantitative analysis in neuropsychological diagnosis].Vestnik MGU [Moscow University Bulletin]. 2012 ; 2, P. 96- 103. (in Russian)
3. Polonskaya N. N. Sluchaj zritel'noj agnozii u bol'noj s dvustoronnim narushe-niem mozgovogo krovoobrashcheniya v zadnih mozgovyh arteriyah. Soobshchenie 2.Issledovanie narushenij zritel'nogo uznavaniya lic, prostranstva, cveta i bukv [A case of visual agnosia in a patient with bilateral ischemic stroke in the posterior cerebral arteries. Message 2.The study of disorders of visual recognition of faces, spaces, colors and letters].Vestnik MGU. [Moscow University Bulletin].2010; 1, P.70-83.(in Russian)
4. Bruce, V. and Young, A. (1986). Understanding facerecognition. British Journal of Psychology, 77, 305-327.
5. Gobbini, M. I. and Haxby, J. V. (2007). Neural systems for recognition of familiar faces .Neuropsychologia, 45, 32-41.
6. James V. Haxby and M. Ida Gobbini (2012).Distributed Neural Systems for Face Perception. Oxford Handbook of Face Perception, 114-129.
7. Kanwisher, N.G., McDermott, J., and Chun, M.M. (1997). The fusiform face area: A module in human extrastriate cortex specialized for face perception Journal of Neuroscience, 17, 4302-4311.
8. Mc Neil, J.E. and Warrington, E.K. (1993). Prosopagnosia: a face-specific disorder. Quarterly Journal of Experimental Psychology. A, Human Experimental Psychology, 46, 1-10.
9. Nancy Kanwisher and Jason J.S. Barton (2012). The Functional Architecture of the Face System: integrating Evidence from fMRI and Patient Studies. Oxford Handbook of Face Perception, 130-147.
10. Rolls ET. Face neurons. In: Calder AJ, Rhodes G, Johnson MH, Haxby JV, editors. The Oxford Handbook of Face Perception. Oxford: Oxford University Press; 2011. p. 51-75.
