Przejdź na skróty do treści. | Przejdź do nawigacji

Zapamiętaj mnie Przypomnij hasło Rejestracja
Wersja mobilna
Newsletter
Zgłoś uwagę
RSS

News

rozwiń
Strona główna News Wydarzenia Nauka i technika Naukowcy ustalili, jak nasz mózg rozpoznaje twarze

Tylko dwieście neuronów wystarczy, by nie mylić obcych ludzi ze znajomymi.

Naukowcy ustalili, jak nasz mózg rozpoznaje twarze

Doskonale wiemy, kto jest znajomym, członkiem rodziny, kolegą, partnerem. Nasz umysł bez najmniejszego wysiłku potrafi wyłowić znajomą twarz z tłumu ludzi. Naukowcy z kalifornijskiego Caltechu odnaleźli wzór, jakim ludzki mózg posługuje się w celu identyfikacji.

Za kodowanie twarzy odpowiada zaledwie 200 neuronów (fot. Caltech)
Za kodowanie twarzy odpowiada zaledwie 200 neuronów (fot. Caltech)

Rezultaty prac badawczych prowadzonych pod kierunkiem prof. Doris Y. Tsao, specjalizującej się w biologii behawioralnej, szefowej jednego z laboratoriów w Caltech zostały opublikowane w najnowszym wydaniu renomowanego w świecie biologów tytułu "Cell".

Kluczowy wniosek jest taki, że mimo olbrzymiego zróżnicowania ludzkich twarzy, nasz umysł posługuje się zaledwie 200 neuronami, by w prawidłowy sposób zakodować w pamięci unikalne  cechy, ułatwiające jej rozpoznanie w przyszłości. To imponujące odkrycie, że za tak złożony proces, jakim jest rozpoznawanie twarzy, odpowiada tak niewiele komórek.

 

Analiza różnych twarzy przy pomiarze reakcji neuronów pozwoliła złamać sposób kodowania informacji w mózgu (fot. Caltech)
Analiza różnych twarzy za pomocą pomiaru reakcji neuronów pozwoliła rozpracować sposób kodowania informacji w mózgu (fot. Caltech/Cell)

 

Niewielka liczba neuronów wystarcza nam do identyfikacji twarzy, ponieważ mózg w umiejętny sposób wybiera cechy różnicujące poszczególne twarze, a także zmiany ich stanu (uśmiech, makijaż, ogolenie się itp.). Każda grupa neuronów odpowiedzialnych za ten proces koduje niejako niezależnie kształt twarzy, rozmiar, kąt i inne specyficzne cechy, umieszczając je na - jak to określili naukowcy - globalnej, wielowymiarowej przestrzeni twarzy. Neurony jednak "nie pamiętają" cech, lecz jedynie jednowymiarowe odwzorowania wektorowe. Stanowi to całkowite zaprzeczenie tego, co sądzono dotychczas - że mózg przechowuje skomplikowane odwzorowanie całej twarzy.
Neurony potrafią również reagować na zmiany stanu twarzy, np. niektóre grupy neuronów odpowiedzialnych za rozpoznawanie twarzy reagują wówczas, gdy widzimy oczy, inne reagują tylko na twarze z włosami.

Praca zespołu profesor Tsao to rezultat blisko dwóch dekad badań nad "złamaniem" kodowania obrazu twarzy przez ludzki umysł. W jaki sposób naukowcy dowiedli, że faktycznie udało się poznać sposób kodowania obrazu twarzy w naszych mózgach? Są na to dwa istotne dowody. Po pierwsze: gdy było już wiadomo, w jakiej osi każda komórka jest zakodowana, naukowcy opracowali algorytm, który na podstawie odpowiedzi nerwów był w stanie dekodować twarze. Innymi słowy, dzięki opracowaniu tego algorytmu możemy teraz badanemu pokazać twarz i mierząc aktywność określonych komórek mózgu, jesteśmy w stanie z dużą dokładnością odtworzyć twarz widzianą przez badanego.

Jaki jest drugi dowód? Naukowcy dostrzegli, że jeżeli każda komórka odpowiada za kodowanie tylko jednej osi w przestrzeni twarzy, to neuron powinien odpowiadać dokładnie w taki sam sposób na niezliczoną liczbę twarzy, które wyglądają zupełnie inaczej, ale wszystkie mają taką samą projekcję konkretnej cechy kodowanej w wybranym neuronie. Udało się wykazać, że tak właśnie jest. Uzyskanie wyniku zgodnego z przewidywaniami oznacza po prostu, że wiemy dokładnie w jaki sposób mózg koduje i rozpoznaje twarze.

Wyniki badań mogą być wykorzystane do opracowania nowych, znacznie efektywniejszych algorytmów rozpoznawania twarzy, a także innych zadań uczenia maszynowego, bazujących na sposobie realizowania zadań przez nasz mózg.

Dodaj komentarz 6 komentarzy
Gość IP: 212.139.255.* 2017.06.14 23:31
Ja pojde o krok dalej - ciekawe jak to sie ma do... utraty pamieci - gdy takowe neurony nie sa uszkodzone - a jednak mozg nie pamieta nic.
Gość IP: 83.26.206.* 2017.06.15 01:33
Tak, że rozpoznawanie twarzy działa, ale nie działa przyporządkowanie owej twarzy do wspomnień, bo ich nie ma.
Gość IP: 91.146.241.* 2017.06.15 09:14
Bardziej precyzyjnie ujmując: mózg koduje nową twarz, ale nie potrafi jej rozpoznać, bo w pamięci nie ma odpowiadającej jej twarzy znajomego. Rozpoznanie oznacza przypisanie do zapamiętanego wzorca ;)
Gość IP: 5.172.238.* 2017.06.15 09:26
Rano przy kawie: Po raz pierwszy w Chipie tekst trochę trudny do zrozumienia. I trochę smutne perspektywy wykorzystania odkrycia według dzisiejszych wyobrażeń. A na dodatek Tsao czyli chińskie (?) nazwisko pani profesor. Tak się kończy kiedy podobno wszyscy uchodźcy to terroryści ekonomiczni i trzeba ich wyrzucić. W PL czekamy na naukowe odkrycie nowej modlitwy jasnogórskiej.
P.S. Takie odkrycie kwalifikuje się na nagrodę Nobla. Tylko gdzie, w medycynie?
Gość IP: 212.139.255.* 2017.06.15 10:46
@Gość IP: 83.26.206.* 2017.06.15 01:33

logiczne :)

A jak pomyslec co sie dzieje jak w druga strone jest uszkodzone - te neurony - a wspomnienia sa - szalone rzeczy :)
Gość IP: 109.173.215.* 2017.06.17 21:20
200 neuronów czy punktów..
AUTOR: wintermute
DODANO: 14.06.2017
ŹRÓDŁO: CHIP
LICZBA WYŚWIETLEŃ: 1978
CENEO KUP NAJTANIEJ
Elica Majestic Sense Bl/A 60 Elica Majestic Sense Bl/A 60
Dostępny w 6 sklepach
Sprawdź CENY tego produktu
Ładowarka samochodowa do laptopa DELL Inspiron 15 (1545) Ładowarka samochodowa do laptopa DELL Inspiron 15 (1545)
Dostępny w 1 sklepach
Sprawdź CENY tego produktu
Toshiba microSDHC 16GB Class 4 + Adapter (SD-C16GJ(6A) Toshiba microSDHC 16GB Class 4 + Adapter (SD-C16GJ(6A)
Dostępny w 6 sklepach
Sprawdź CENY tego produktu
Zalando Essentials Sukienka z dżerseju petrol Zalando Essentials Sukienka z dżerseju petrol
Dostępny w 1 sklepach
Sprawdź CENY tego produktu
LEXTOOL P57 LEXTOOL P57
Dostępny w 3 sklepach
Sprawdź CENY tego produktu