Книга: Как работает мозг

Неспособность распознавать лица

Неспособность распознавать лица

В жизни большинства из нас лица играют особую роль. Настолько важную роль, что, судя по всему, для их узнавания у нас в мозге имеется специальная система. У таких людей, как Билл, эта система нарушена, в результате чего они страдают от неспособности распознавать лица — прозопагнозии. У такого пациента может быть прекрасное зрение, но лицо другого человека будет производить на него не большее впечатление, чем, скажем, коленная чашечка. Точно так же, как коленные чашечки разных людей для большинства из нас похожи (разве что сильнее выступают у одних, чем у других), для Билла похожи все лица, даже хорошо знакомые. Билл вспоминает: “Однажды около полудня я встретил на улице свою мать, но не узнал ее. Мы шли навстречу друг другу и разминулись в полуметре, причем народу на тротуаре было не так уж много — это был торговый район неподалеку от нашего дома. Я знаю об этом только потому, что она сама рассказала мне вечером того же дня. Ее это совсем не обрадовало”.

Прозопагнозию могут вызывать нарушения, затрагивающие любой отрезок расположенного в коре больших полушарий проводящего пути, отвечающего за распознавание лиц. Степень тяжести и характер этого расстройства зависят от того, где именно произошло нарушение. Если оно происходит в начале пути и сказывается на обоих полушариях, последствия могут быть катастрофическими. Один пациент, страдающий этой формой прозопагнозии, решил, глядя на изображение собаки, что на картинке человек с необычайно густой бородой, а другой был способен на поступки, один из которых дал название знаменитой книге невролога Оливера Сакса “Человек, который принял жену за шляпу”.

Менее тяжелые повреждения начальных отрезков пути могут приводить к тому, что человек, хотя и видит, что лицо — это лицо, воспринимает лица искаженными. Один такой пациент говорил, что все лица выглядят для него “деформированными, почти как на картинах кубистов”. Другой мог определить пол человека только по прическе и рассказывал, что все лица выглядят для него как “странные белые, плоские овалы с темными дисками там, где глаза”. Если же поврежден один из отрезков ближе к концу пути, результатом может быть просто “плохая память на лица”.

Пытливый мозгРичард Грегори Профессор нейропсихологии Бристольский университетИз книги “Глаз и мозг”

Области коры больших полушарий, имеющие отношение к мышлению, сравнительно молоды. В своих заключениях они более самостоятельны, чем древняя стриальная кора, связанная со зрением. Перцептивная система не всегда соглашается с решением рассуждающих интеллектуальных отделов коры. Для этих отделов Луна находится от Земли на расстоянии около четырехсот тысяч километров, но для зрительных отделов мозга оно составляет нескольких сотен метров. Несмотря на то, что правильным является расстояние, которое нам подсказывает рассудок, зрительная область мозга ничего не знает об этом, и мы продолжаем видеть Луну так близко, как будто до нее можно достать рукой. Зрительные отделы мозга имеют свою собственную логику, свои предпочтения, которые не принимаются высшими отделами коры. Некоторые предметы воспринимаются нами как красивые, другие — как безобразные, но мы не знаем, почему это так, несмотря на все теории, которые выдвигались на этот счет. Ответ кроется где-то далеко в истории зрительных отделов мозга, и он потерян для новых механизмов, которые создают интеллектуальную картину мира. Мы рассматриваем восприятие как активный процесс, использующий информацию для того, чтобы выдвигать и проверять гипотезы. Безусловно, он включает в себя обучение, и, по-видимому, ясно, что знание особенностей предмета, воспринимаемых не зрительно, а посредством других органов чувств, влияет на наше восприятие предметов. Это справедливо и в отношении нашего восприятия человеческого лица: друга или любимого человека мы воспринимаем совершенно иначе, чем других людей; улыбка — это не просто определенная мимика, но и приглашение оценить шутку... Охотники могут узнавать птиц с невероятных расстояний по полету; они научились использовать небольшие различия для определения объектов, которые для других людей выглядят одинаковыми. То же самое наблюдается у врачей, рассматривающих рентгенограммы или микроскопические препараты, чтобы найти признаки патологии. Нет сомнений в том, что и в этом случае имеет место перцептивное обучение, однако... мы до сих пор не знаем точно, как далеко распространяется влияние обучения на восприятие. Нетрудно представить себе, почему в зрительной системе развивается способность использовать внезрительную информацию и выходить за пределы непосредственных показаний наших органов чувств. При построении и проверке гипотез мы руководствуемся не только тем, что дают нам наши органы чувств, но и тем, что вообще может произойти, и в этом-то и заключается суть дела. Мозг в значительной степени представляет собой вычислитель вероятности, и наши действия основаны на вероятностном анализе данной ситуации. Человеческий мозг весьма успешно использует довольно ограниченную сенсорную информацию, подобно тому как астрономы узнают расстояния и структуру звезд путем умозаключений. В самом деле, научные представления создаются в результате совместной работы разных органов чувств.

Мозг и мирКрис Фрит Почетный профессор нейропсихологии Университетский колледж Лондона

Наше восприятие окружающего мира сбивает нас с толку. Нам кажется, что это односторонний процесс: свет, отражающийся от различных объектов, попадает в глаза, сигналы от глаз передаются в мозг, мы видим данные объекты. Но как люди могут видеть галлюцинации, то есть мнимые объекты, никакой свет от которых в глаза не попадает?

Дело в том, что восприятие — двусторонний процесс. Необработанных сигналов, возникающих у нас в глазах, отнюдь не достаточно, чтобы дать нам отчетливое представление об окружающем. Для этого необходимо еще интерпретировать эти сигналы, исходя из нашего длительного опыта и текущих ожиданий. Это позволяет нашему мозгу прогнозировать, какие сигналы должны поступать от органов чувств. Его прогнозы не совсем точны. Но ошибки в них исключительно важны, потому что позволяют мозгу совершенствовать свою способность угадывать.

Описанный механизм необычайно пластичен, но за его пластичность нам приходится расплачиваться галлюцинациями. Они могут возникать и тогда, когда этот механизм работает совершенно нормально. Если лежать в темном, звуконепроницаемом помещении, наши органы чувств быстро привыкают к пониженной стимуляции, и мы начинаем замечать ничтожные вариации в едва заметном свете, едва заметных звуках и едва ощутимых прикосновениях. Через некоторое время мозгу удается упорядочить эти случайные шумы, и мы начинаем видеть галлюцинации. Бывает и другая крайность, когда наши ожидания того, что мы должны увидеть, оказываются настолько сильными, что именно ими, а не свидетельствами органов чувств, и определяется наше восприятие.

В работе механизма восприятия может происходить сбой. Из-за катаракты или повреждений сетчатки поток сенсорной информации, поступающей от глаз, становится ненадежным. У некоторых пациентов, страдающих подобными нарушениями, бывают зрительные галлюцинации в виде причудливых и разноцветных фигур (синдром Шарля Бонне). Нарушения слуха могут вызывать слуховые галлюцинации. Психотропные препараты, такие как ЛСД, вызывают зрительные галлюцинации — по-видимому, за счет нарушения взаимодействия между сенсорными сигналами и априорными ожиданиями, которое лежит в основе нашего восприятия.

Вверху. Проводящий путь, обеспечивающий распознавание лиц, ведет от зрительной коры (а) в префронтальную кору (б). По дороге он проходит зону, специализирующуюся на лицах (в).

Внизу. Информация о лицах также перенаправляется в мин далину (г), где она наделяется эмоциональным смыслом, а затем передается обратно в префронтальную кору, обеспечивающую полное узнавание.

Но особенно часто галлюцинации связаны с шизофренией. Обычно пациент слышит голоса, которые что-то говорят ему или о нем. Другое распространенное проявление шизофрении — бредовые идеи. Нередко галлюцинации и бредовые идеи наблюдаются вместе. Галлюцинации — это продукт ложного восприятия, а бредовые идеи — ложных убеждений. Пациент может быть убежден, что за ним шпионит ЦРУ (бред преследования) или что дикторы на телевидении обращаются непосредственно к нему (бред отношения).

См. также:

Fletcher, Р С., and C.D. Frith Perceiving is believing: a Bayesian approach to explaining the positive symptoms of schizophrenia // Nature Reviews Neuroscience 10: l (2008), pp. 48-58;

Corlett, P. R., Frith, C. D., and P. C. Fletcher From drugs to deprivation: a Bayesian framework for understanding models of psychosis // Psychopharmacology 206: 4 (2009), pp. 515-530*

Вижу твое лицо

Сведения (воспоминания) о знакомых лицах хранятся в головном мозге в виде особых нейронных сетей — единиц распознавания лиц (ЕРЛ). Когда любой новый образ человеческого лица достигает сознания, происходит сканирование многих ЕРЛ в поисках соответствия. Если оно обнаруживается, то соответствующая ЕРЛ активируется, извлекается из нашей памяти и соединяется с новым образом. Это совмещение воспоминания и стимула играет ключевую роль в процессе распознавания. Новые образы могут поступать извне, а могут и генерироваться сознанием. Активность мозга, наблюдаемая в том и в другом случае, одинакова. Поэтому даже если просто представить знакомого человека, это вызывает активацию связанной с ним ЕРЛ.

Существование ЕРЛ поддерживается их постоянным использованием. Каждый раз, когда одна из них активируется, она глубже врезается в мозг посредством долговременной потенциации. Кроме того, если некая ЕРЛ часто активируется, она держится “разогретой”. В норме для активации ЕРЛ требуется довольно мощный стимул — обычно вид человека, которого эта ЕРЛ представляет, или чего-либо, тесно связанного с ним. Но если ЕРЛ уже “разогрета”, то ее можно активировать и слабым стимулом. В крайних ситуациях, когда ЕРЛ день за днем остается почти постоянно включенной, зрительным напоминанием о соответствующем человеке может служить едва ли не что угодно.

Любому из нас доводилось время от времени это испытывать: когда мы влюблены или страдаем от утраты близкого человека, образ предмета нашего обожания возникает перед нами везде. Но присмотревшись внимательнее, мы каждый раз убеждаемся, что опять обознались и на самом деле видим не того самого, а лишь немного похожего нд него незнакомца. Вот что происходит, когда кто-то никак не выходит у нас из головы: его единица распознавания поддерживается “разогретой” и малейшего повода достаточно для ее включения.

Байесовский мозг

Устройство мозга довольно стандартно, и поэтому почти всем свойствен стандартный взгляд на мир. Можно спорить, красив ли предмет, но когда двое смотрят на одно и то же, маловероятно, что один скажет, что это банан, а другой ответит: “Нет же! Это попугай!” В мозг “встроены” некоторые гипотезы о мире. Нам, например, не приходится обучаться тому, что от предмета, летящего в нас, лучше уклониться. Другие гипотезы возникают в результате обучения: когда четырехлетнему ребенку говорят, что толстяк в красном кафтане принесет в канун Рождества подарки, эта идея может так сильно спроецироваться на восприятие, что когда в подходящее время возле кровати что-то зашуршит, ребенок может остаться уверен, что к нему приходил Рождественский Дед. Однако со временем он выберет другую гипотезу. Как осуществляется переход от первой гипотезы к второй? Согласно одной теории, мозг пользуется методом статистического анализа, описанным в XVIII веке Томасом Байесом. Представьте, что вы приехали в далекую страну и встречаете кошку с красными глазами. Вам интересно, у всех ли кошек здесь красные глаза, или нет. Вы приписываете обеим возможностям равную априорную вероятность и кладете в мешочек один белый и один черный шарик. Вы встречаете вторую кошку с красными глазами и кладете в мешочек еще один белый шарик. Теперь вероятность того, что вынутый наугад шарик будет белым, выросла с одной второй до двух третей. Встретив третью красноглазую кошку, вы кладете еще один белый шарик, и вероятность возрастает до трех четвертей. Постепенно ваша убежденность в том, что вероятность того, что все кошки красноглазые, равна вероятности того, что это не так, уступает место уверенности, что красноглазие — это норма для здешних кошек. Учитывая, что помещение в мешочек каждого шарика соответствует изменению нейронной структуры мозга (на микроскопическом уровне), можно сказать, что с опытом мозг трансформируется физически, и наши убеждения в прямом смысле прописаны в нем.

Способность узнавать людей по лицу так важна для общения, что даже небольшие нарушения этой способности могут серьезно затруднять жизнь. Человек, страдающий такими нарушениями, рискует обижать знакомых, не узнавая их, и приводить в замешательство незнакомых, приветствуя их как родных (многие люди, неспособные распознавать лица, готовы приветствовать так чуть ли не каждого — “лучше перестраховаться”). Некоторые люди, страдающие слабыми формами прозопагнозии, по-видимому, даже не знают, что с ними что-то не так, осознавая только, что взаимодействовать с другими людьми им сложнее, чем прочим. Те же, кто страдает тяжелыми формами этого расстройства, порой оказываются изгоями общества и постоянно страдают от затруднительных ситуаций и одиночества. Вот еще одна цитата Билла: “На обычном званом ужине, где за столом собирается несколько гостей, мне довольно скучно. Наверное, я чувствую себя так, как чувствовал бы здоровый человек, которому пришлось бы сидеть весь вечер с людьми, у которых он видел бы только ноги. Найти подходящую работу сложно, потому что трудно наладить хорошие отношения с коллегами. Я даже не знаю, сколько у меня было сослуживцев на прошлом месте работы, потому что все они кажутся мне похожими, и я никогда не знал, вижу ли я того же человека, который заходил только что, или уже другого”.

Область мозга, ответственная за распознавание лиц, специализируется только на людях: один фермер, получивший травму мозга, полностью разучился распознавать людей, но по-прежнему мог без колебаний назвать каждую из тридцати шести овец своего стада. Приобретенная неспособность узнавать лица, судя по всему, только улучшила его способность различать животных: другие столь же умелые, но здоровые овцеводы могли безошибочно назвать лишь нескольких своих овец¹⁵. Некоторые люди, страдающие прозопагнозией, могут распознавать лица лишь в перевернутом виде, в то время как здоровым людям распознавать перевернутые лица сложнее.

Прозопагнозия обычно не затрагивает проводящие пути, связанные с эмоциональным распознаванием. В рамках исследований людям, страдавшим прозопагнозией, показывали изображения знакомых лиц, одновременно с помощью специального устройства отслеживая эмоциональные реакции испытуемых по таким параметрам, как электропроводность кожи и частота сердечных сокращений. Испытуемые говорили, что не могут распознать большинство лиц, но когда им показывали лица людей, мысли о которых вызывали у них сильные эмоции, можно было наблюдать проявления этих эмоций¹⁶. Это было так называемое скрытое распознавание — разновидность бессознательных эмоциональных реакций.

Людям, страдающим прозопагнозией, приходится постоянно преодолевать сложности: им трудно договориться о встрече, чтобы никого не смутить и не обидеть, трудно смотреть фильмы или спектакли, где они не могут различить героев, трудно разбираться, кого следует целовать, а кому пожать руку. Но все-таки это чисто технические трудности: такие пациенты не хуже здорового человека способны к нормальным эмоциональным отношениям с другими людьми, достаточно лишь научиться их отличать. Хотя жизнь этих больных и полна неловких ситуаций, им все-таки лучше, чем тем, у кого нарушения затронули эмоциональную систему распознавания, то есть тот нейронный путь, по которому образы лиц передаются в лимбическую систему, где они получают эмоциональную окраску, а затем пересылаются обратно в сознание.

Серьезные нарушения эмоциональной системы распознавания могут вызывать очень странные сенсорные ощущения. Когда такие нарушения возникают у человека, отличающегося к тому же ненормальными убеждениями, результатом может быть тяжелая патология. Например, синдром Фреголи проявляется в том, что больной постоянно принимает незнакомых людей за знакомых, несмотря на то, что прекрасно видит, что между ними нет ничего общего. Чувство узнавания, испытываемое таким больным, оказывается исключительно сильным — настолько сильным, что ему легче поверить в то, что незнакомец — это на самом деле переодетый и загримированный знакомый, чем в то, что сам больной обознался.

Типичный пример этого расстройства касается 69-летней мисс С., у которой возникло твердое убеждение, что за ней следят ее бывший любовник и его подруга. Мисс С. утверждала, что эти двое используют парики, накладные усы, темные очки и разные головные уборы. По ее словам, иногда кто-то из них притворяется газовиком, чтобы проникнуть в ее дом якобы для уточнения показаний счетчика. По ночам они ходят под окнами, а днем прячутся за углами. Они преследуют ее повсюду, пешком или на дюжинах различных машин. Мисс С. жаловалась в полицию, а иногда подходила на улице к незнакомым людям и требовала, чтобы они перестали притворяться, что не знают ее, и прекратили ее преследовать. В день, когда она впервые попала на прием к психиатру, мисс С. опоздала на несколько часов, потому что, как она объяснила, ей пришлось выбрать очень сложный маршрут, чтобы сбить преследователей с толку. “Они постоянно меняют одежду и прическу, но я-то знаю, что это они, — объяснила она врачу, когда наконец добралась до него. — Им стоило бы выдать медаль за актерские способности, они играют отменно, но я умею их узнавать по осанке и походке”. Преследователи мисс С. перестали досаждать ей лишь после того, как она начала принимать препарат, подавляющий работу дофамина. Он вызывает возбуждение многих подкорковых зон, а сильное ощущение узнавания, постоянно возникавшее в мозге мисс С., было, по-видимому, связано с чрезмерной стимуляцией проводящих путей лимбической системы правого полушария, сигнализирующих о встречах с знакомыми¹⁷.

При синдроме Капгра эмоциональная система распознавания демонстрирует, напротив, не повышенную, а пониженную активность. Пациенты видят, что другие люди похожи сами на себя, но не ощущают этого на эмоциональном уровне. Им не хватает того мысленного “ага!”, которое возникает у большинства из нас при узнавании знакомого лица, и без этой эмоциональной реакции больные, страдающие данным расстройством, не могут поверить, что их самые близкие люди и есть именно те, за кого они себя выдают. Пытаясь объяснить несоответствие между внешностью и чувствами, эти пациенты нередко приходят к убеждению, что членов их семьи, например, похитили инопланетяне. Один мужчина был так твердо убежден, что его отца похитили и заменили антропоморфным роботом, что в итоге перерезал несчастному горло, чтобы найти провода, приводящие того в движение¹⁸. Даже животные могут казаться не теми, кем они выглядят: одна женщина утверждала, что ее кошку подменили, потому что она больше не чувствовала, что это ее кошка.

Как и при синдроме Фреголи, в случае синдрома Капгра пациентам свойственны не только дисфункции системы распознавания, но и когнитивные нарушения, и именно сомнительная логика, связанная с такими нарушениями, заставляет пациентов придумывать странные объяснения своему искаженному восприятию. Когнитивные проблемы в таких случаях обычно объясняются довольно явными повреждениями коры больших полушарий. Так, компьютерная томография мозга мисс С. показала, что в результате инсульта она лишилась сравнительно обширного участка коры.

Возникает вопрос: как могла бы проявляться дисфункция системы эмоционального распознавания в отсутствие когнитивных нарушений? Представьте, что у вас, скажем, повышается активность механизма эмоционального распознавания, так что нейронные сети, обычно активируемые людьми, с которыми вы особенно сильно эмоционально связаны, начинают активироваться гораздо более широким кругом людей. В результате вам могут во многих людях начать мерещиться знакомые, но при ближайшем рассмотрении вы будете убеждаться, что эти люди совсем не похожи на тех, за кого вы их чуть было не приняли. Однако, в отличие от несчастной мисс С., вы, прислушиваясь к голосу своего неповрежденного разума, не увидите в этом доказательство, что вас преследуют, и со временем научитесь узнавать знакомых только в тех людях, которые вызывают у вас особенно сильное ощущение знакомства.

Тем не менее вас по-прежнему будет охватывать чувство узнавания при виде незнакомых людей, и, вполне вероятно, это наделит вас более сильными, чем у прочих, чувствами сопричастности и эмоциональной заинтересованности в других. Общение будет вызывать у вас постоянный эмоциональный подъем, один лишь вид друга радовать, а изображение знакомого лица (например, портрет знаменитости) — живейший интерес.

Если же ваша эмоциональная система распознавания, напротив, станет недостаточно активной, вы будете с трудом узнавать знакомых и, возможно, кто-то из них станет считать вас недружелюбным. Личная беседа будет привлекать вас лишь в той мере, в какой вам будет интересно ее содержание, и может выясниться, что общение по электронной почте стало нравиться вам гораздо больше. Вероятно, вы станете избегать многолюдных собраний — и потому, что вам будет скучно, и потому, что вы будете опасаться нечаянно обидеть кого-либо невниманием. Кроме того, вполне возможно, вы начнете чувствовать недостаток эмоциональной привязанности даже к самым близким, а также отчужденность по отношению к людям вообще.

Нетрудно заметить, что эти два стиля поведения соответствуют нашим представлениям об экстравертах и интровертах. Если так, не может ли уровень экстраверсии или интроверсии измеряться именно степенью активности эмоциональной системы распознавания? Не может ли степень активности этой системы вообще диктовать тип нашей личности? Недавнее томографическое исследование показало, что у экстравертов при демонстрации им изображений радостных лиц сильнее активируется миндалина правого полушария, чем у интровертов и у тех, чей характер определяется по результатам психологических тестов как невротический. Похоже, именно активность этой структуры, а не различия в каких-либо областях коры определяет тип личности каждого человека¹⁹. Как мы уже знаем, эмоциональное распознавание составляет одну из функций лимбической системы, поэтому чем сильнее активируется соответствующая область этой системы, тем, скорее всего, активнее и будет наша система эмоционального распознавания.

Какой бы ни оказалась роль механизма эмоционального распознавания в определении особенностей личности каждого из нас, уже ясно, что эта система играет важную роль в формировании межличностных связей, которые так важны для выживания у высокосоциальных видов вроде нашего. Без этих связей мы вообще не знали бы, кто есть кто.