Впродовж десятиліть науковці шукали «бабусині нейрони» — мозкові клітини, що реагують на обличчя лише близьких людей. Нещодавно у скроневій частці вченим удалося знайти групу клітин, які створюють зв’язок між спогадами та візуальним сприйняттям. На відміну від уже відомого центру розпізнавання облич, ці нейрони спалахують у відповідь не на кожне лице, а тільки на лиця близьких людей — на обличчя з віртуального світу виявлені нейрони, здається, не реагують.
Розпізнавання знайомих лиць — родича, колеги або друга — фундаментальне для нашого соціального життя вміння. Але де саме це відбувається і як, відомо тільки частково.
Так, наприклад, науковці знають: центр розпізнавання облич розміщений у так званій веретоподібній лицьовій зоні, тобто маленькій ділянці у веретеноподібній звивині скроневої частки. Ця ділянка активується, коли ми бачимо лице. Прямим зв’язком вона пов’язана з центром розпізнавання голосу.
Досі все ж було суперечливим, як і де в нашому мозку відбувається розпізнавання облич близьких людей. Адже для цього потрібно не лише побачити лице, а й зіставити візуальну інформацію з пережитим досвідом і спогадами. Це могло б відбуватися в результаті поєднання зони розпізнавання облич і центрів пам’яті.
З іншого боку, деякі нейрологи ще в 60-х роках ХХ ст. запропонували альтернативну теорію, згідно з якою існують спеціалізовані нейрони, які одночасно здійснюють розпізнавання та пригадування. Тобто кожен з цих нейронів реагує гіпотетично на одне лице. Один, наприклад, реагуватиме тільки на обличчя бабусі, інший — на лице рідної дитини або найкращої подруги. Так каже теорія.
Гіпотетично, ці «бабусині нейрони» можуть реагувати лише на обличчя близьких людей — решту опрацьовує загальний центр розпізнавання облич. Але досі існування цих специфічних мозкових клітин довести не вдавалося.
Аж до тепер. Софія Ланді (Sofia Landi) з Рокфеллерського університету в Нью-Йорку та її колеги виявили невелику групу нейронів, реакції яких нагадують гіпотетичні реакції «бабусиних нейронів». «Ці клітини реагують тільки на обличчя, що знайомі особі, — повідомила команда. — Тобто ми виявили щось дуже подібне на "бабусині нейрони": клітини, що здійснюють розпізнавання облич і пригадування водночас».
У своєму дослідженні науковці за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії записували активність у мозку макаки під час того, як тваринам показувати портретні зображення представників їхнього виду, людей та інших об’єктів. З декими із зображень примати зустрічалися раніше, утворювали з ними особисті контакти, натомість інших тварини бачили тільки мимохідь на екрані. З попередніх досліджень вчені знали, що розпізнавання облич у макаки відбувається майже так само, як у людини.
У скроневій частці вченим удалося знайти групу клітин, що створюють зв’язок між спогадами та візуальним сприйняттям — "бабусині нейрони".
Виявилося, що вже відомий центр розпізнавання облич активізовувався щоразу, коли мавпи бачили обличчя — байдуже, відоме воно було піддослідному чи ні, але у маленькій ділянці на вершині скроневої частки відбувалося інакше. Клітини в Polus temporalis спалахували лише тоді, коли макаки бачили обличчя свого знайомого, розповіли вчені.
«Одна з досліджуваних клітин в Polus temporalis не реагувала на жодну зі 145 продемонстрованих картинок — за одним-єдиним винятком: обличчя близької для макаки особини, — розповіли Ланді та її колега. — Інша клітина спалахувала лише при погляді на лиця кількох менш знайомих “побратимів”».
Загалом 90 з 98 ідентифікованих у цій ділянці нейронів реагували винятково на одне або на кілька знайомих лиць. «Натомість у відомому раніше центрі розпізнавання облич аналогічної відмінності не проявилося», — повідомила команда.
Наступні тести засвідчили, що клітини в polus temporalis розпізнають знайомі обличчя без допомоги суміжних ділянок і дуже швидко. «Прийнята модель розпізнавання облич стверджує: існує почерговий порядок опрацювання інформації про обличчя, що завершується його розпізнаванням», — пояснили науковці. Якщо «бабусині клітини» залучені до цієї послідовності розпізнавання, вони мали б спалахувати трошки із запізненням. Але так не відбувається.
«Клітини в polus temporalis на диво швидко реагують на інформацію, — повідомили науковці. — Це могло б пояснити надзвичайну швидкість, з якою ми впізнаємо лиця близьких людей». Водночас це суперечить припущенню, що нейрони повинні спочатку узгодити свою інформацію із тією, що міститься в зовнішніх центрах пам’яті.
На думку вчених, отримані результати засвідчують: йдеться про цілком новий тип нейронів, що поєднують у собі зорове сприйняття та спогади. «З одного боку, ці клітини дуже чутливі до зорових подразників, з іншого — працюють як клітини пам’яті», — сказав колега Ланді Вінріх Фрайвальд (Winrich Freiwald). Тобто вони — зв’язна ланка.
Цікаво також, що «бабусині» клітини не реагували на обличчя, які макаки до того бачили тільки на екрані. Навіть після того, як мавпи кілька разів споглядали віртуальне лице чи мордочку, клітини в polus temporalis залишалися в стані спокою.
«Це може свідчити про особливе значення особистих зустрічей — передусім з огляду на сучасні тенденції підтримувати віртуальні стосунки», — сказала Ланді. Можливо, обличчя, побачені на екрані, призводять до іншої нейронної активності, у порівнянні з тією, яку провокує живе спілкування.
«Так ми продемонстрували, що особисті зустрічі мають унікальну здатність активувати маленьку ділянку в корі головного мозку і зберігати там цілком специфічні спогади», — констатували науковці.
Знання про ці «бабусині» клітини не лише кидають світло на розпізнавання облич, а й можуть запропонувати новий підхід у терапії прозопагнозії (нездатності розпізнавати лиця). За цієї хвороби люди не можуть запам’ятати обличчя і навіть близьких родичів впізнають по голосу, одягу або певних ознаках тіла.
Nadja Podbregar
Neue Art von Gehirnzellen entdeckt
Rockefeller University, 6. Juli 2021
Зреферувала С.К.
Зображення: libre de droit / Getty images та Sofia Landi.
08.07.2021