Twarz jest niewątpliwie wyjątkowym bodźcem wzrokowym. Bez chwili zwątpienia jesteśmy w stanie rozpoznać i odróżnić między sobą twarze nie tylko szczególnie bliskich nam ludzi, lecz także osób, które spotkaliśmy w naszym życiu tylko jednokrotnie. Dlaczego tak się dzieje? Proces przetwarzania twarzy był i wciąż jest kluczowy dla naszego życia społecznego. Twarz jest bowiem bogatym źródłem informacji na temat wieku, płci, atrakcyjności, a nawet aktualnie przeżywanych emocji człowieka. Badania pokazują, że nawet noworodki mają zdolność do rozpoznawania innych ludzi i już od urodzenia wolą oglądać fotografie lub rysunki ludzkich twarzy niż jakichkolwiek innych obiektów (Farroni i in., 2005). Osobom z wrodzoną prozopagnozją  twarz jednak nie mówi nic… prawie nic.

Czym jest prozopagnozja rozwojowa?

Prozopagnozja rozwojowa, zwana też wrodzoną, (developmental prosopagnosia, DP) cechuje się niemożnością rozpoznawania twarzy przy zachowanej zdolności do rozpoznawania innych obiektów. Wrodzona „ślepota” twarzy nie jest efektem ani uszkodzeń neurologicznych, ani upośledzenia intelektualnego – zaburzenie obecne jest od samego początku życia i często zostaje niezauważone nawet przez samo dziecko (Draaisma, 2012). Co ciekawe, pomimo tego, że nie są w stanie rozpoznać znajomych twarzy, osoby z DP mogą nie wykazywać trudności w innych aspektach percepcji twarzy, takich jak rozpoznawanie emocji lub wykrywania obecności twarzy.

Obecnie istnieje wiele dowodów na to, że przebieg wczesnych faz przetwarzania twarzy w prozopagnozji jest nienaruszony – osoby z agnozją twarzy bez trudu rozpoznają kontury i kształty, a także indywidualne cechy twarzy. Integracja tych elementów w spójną całość może jednak u przebiegać nieco inaczej niż u osób zdrowych. No cóż, gdyby tak było, to osoby z rozwojową „ślepotą” twarzy miałyby trudność w tak zwanym holistycznym przetwarzaniu twarzy.

Czy tak jest naprawdę? Badacze postanowili to sprawdzić.

W celu wykrycia potencjalnych deficytów w przetwarzaniu twarzy u osób z DP użyta została metoda potencjałów wywołanych. Za pomocą EEG zmierzono potencjał N170 w odpowiedzi na dwie grupy bodźców – realistyczne nieodwrócone twarze (bodziec testowy) oraz tak zwane bodźce Mooneya pochodzące z trzech różnych kategorii (twarze nieodwrócone, twarze odwrócone oraz domki).

Czym są obrazki Mooneya i dlaczego rejestrowano akurat potencjał N170?

Mianem bodźca Mooneya określa się każdy bodziec, zazwyczaj zdjęcie, które zostało sprowadzone tylko do dwóch odcieni. Tak zwane „twarze Mooneya” (Mooney faces) są zdjęciami twarzy przedstawionymi tylko w dwóch kolorach. Choć zdjęcia te nie przedstawiają żadnych części twarzy, są zwykle rozpoznawane jako twarze. Uważa się, że percepcja „twarzy Mooneya” oparta jest właśnie na integracji odrębnych obszarów obrazu w całościową reprezentację twarzy. A więc gdyby osoby z DP miały trudność właśnie w tym obszarze przetwarzania twarzy, nie byłyby w stanie zobaczyć twarzy w „twarzach Mooneya”.

Za wskaźnik przyjęto właśnie potencjał N170, który zazwyczaj ma większą amplitudę w odpowiedzi na bodźce postrzegane jako twarze. Komponenta N170 występuje w czasie ok. 140-200 ms od momentu pojawienia się bodźca wzrokowego i, jak powszechnie się uważa, odzwierciedla wczesny etap kodowania strukturalnego, który poprzedza rozpoznawanie oraz identyfikację twarzy. Zależność zdaje się zatem być prosta: nietypowy wzorzec potencjału N170 w odpowiedzi na „twarzy Mooneya” najprawdopodobniej wskazuje na to, że właśnie holistyczne przetwarzanie jest w DP upośledzone.

Jak przebiegało badanie?

Cała procedura badania opierała się na następującym założeniu: jeśli za przetwarzanie „twarzy Mooneya” i twarzy realistycznych odpowiada wspólna populacja neuronalna, w odpowiedzi na bodziec kontrolny dojdzie do tak zwanej adaptacji, czyli zmniejszenia amplitudy potencjału N170.

Badanie składało się z czterech bloków eksperymentalnych, a każdy blok zawierał 108 prób. Podczas każdej próby przez 200 ms osobom badanym pokazywano dwa obrazy w odstępie także 200 ms. Za każdym razem był to bodziec testowy poprzedzony przez jeden z trzech bodźców Mooneya. Wszystkie obrazki z tej drugiej kategorii pojawiały się z takim samym prawdopodobieństwem. Procedura ta z pewnością nie była bardzo angażująca dla osób badanych. W celu zadbania o uwagę niektóre bodźce zostały oznaczone czerwoną ramką. W odpowiedzi na te bodźce osoby badane miały za zadanie wciśnięcie odpowiedniego przycisku.

Kim były osoby badane?  

Uczestnikami badania było 16 osób z DP. Niezdolność osób badanych do rozpoznawania twarzy została potwierdzona w kilku różnych testach behawioralnych, m.in. w teście rozpoznawania znanych twarzy (Famous Face Test, FFT), testach zapamiętywania (Cambridge Face Memory Test, CMFT) oraz rozpoznawania  twarzy (Old-New Face Recognition Test, ONT). Przeprowadzono także test wizualnego przetwarzania i rozpoznawania obiektów innych niż twarze (Birmingham Object Recognition Battery, BORB). W odróżnieniu od testów, w których bodźcem były twarze, w teście BORB wszystkie osoby badane osiągnęły wyniki w granicach normy.

Co wyszło?

Jak wynika z badania, normalną aktywność w odpowiedzi na „Mooney faces” wykazał także potencjał N170 u osób z DP. W reakcji na twarze realistyczne poprzedzone nieodwróconymi „twarzami Mooneya”, w odróżnieniu od domków przedstawionych „po Mooneyowsku”, dochodziło do systematycznej adaptacji potencjału N170. Co więcej, potencjał ten był znacząco większy w przypadku nieodwróconych „twarzy Mooneya” niż domków i twarzy odwróconych.

Co to wszystko oznacza  w praktyce?

Wniosek wydaje się dość oczywisty. Osoby z DP na poziomie przetwarzania całościowego są w stanie korzystać z podstawowych informacji o obiekcie, by zaklasyfikować go do jednej z dwóch kategorii – „twarzy” lub „nie-twarzy”. Oznacza to, że holistyczne przetwarzanie twarzy na poziomie kategoryzacyjnym przebiega u tych osób dokładnie tak samo, jak u osób zdrowych. Może to oznaczać, że deficyt w rozpoznawaniu twarzy związany jest z trudnością w ich przetwarzaniu na etapach późniejszych, takich jak np. analiza subtelnych różnic w układzie rysów twarzy, niezbędna do odróżniania między sobą różnych twarzy. Możliwe też, że trudności w rozpoznawaniu twarzy w DP związane są z zaburzoną percepcją drobnych elementów twarzy lub ich wrażliwością na kontekst całej twarzy. W każdym razie kwestia ta wymaga dalszych badań.

Bibliografia:

Towler, J., Gosling, A., Duchaine, B., Eimer, M. (2016). Normal perception of Mooney faces in developmental prosopagnosia: Evidence from the N170 component and rapid neural adaptation. Journal of Neuropsychology, 10, 15-32.

Draaisma, D. (2012) Księga zapominania. Warszawa: Aletheia.

Farroni T., Johnson M. H., Menon E., Zulian L., Faraguna D., Csibra G. (2005). Newborns' preference for face-relevant stimuli: Effect of contrast polarity. Proceeding of the National Academy of Sciences, 102, 17245–17250.