Zespołowi z Uniwersytetu Genewskiego udało się określić dokładny moment, w którym mózg rozpoznaje kierunek spojrzenia innej osoby.
Spojrzenie odgrywa centralną rolę w codziennych interakcjach społecznych. Nasza zdolność do natychmiastowej komunikacji opiera się na zdolności mózgu do wykrywania i interpretowania kierunku spojrzenia innych. W jaki sposób nasz mózg wykrywa kierunek spojrzenia i jakie czynniki wpływają na ten proces? W niedawnym badaniu opublikowanym w czasopiśmie NeuroImagezespołowi z Uniwersytetu Genewskiego udało się ustalić z niespotykaną dotąd precyzją dokładny moment, w którym wykrywany jest kierunek spojrzenia. Odkrycia te znacząco zwiększają naszą wiedzę na temat zaburzeń ze spektrum autyzmu i mogą oferować perspektywy terapeutyczne dla osób dotkniętych chorobą Alzheimera.
Ludzkie twarze są najczęstszymi i najbardziej spójnymi bodźcami wzrokowymi, z którymi stykamy się od chwili narodzin. Nasz mózg rozwinął umiejętność zapamiętywania i rozpoznawania twarzy, a także interpretowania przekazywanych przez nie komunikatów. Na przykład bezpośrednie spojrzenie w oczy sygnalizuje chęć zaangażowania się w interakcję społeczną, podczas gdy unikanie kontaktu wzrokowego przekazuje przeciwny komunikat. Ale jak szybko nasz mózg może zrozumieć spojrzenie innych? Ten temat był szeroko badany. Jednak istniejące publikacje skupiają się głównie na badaniu okolic oczu w izolacji, zaniedbując inne czynniki, takie jak orientacja głowy.
Analiza mózgowa spojrzenia
Zespół z Uniwersytetu Genewskiego zaprezentował uczestnikom badania awatary 3D, każdy z różnymi kierunkami głowy i spojrzenia. W pierwszym zadaniu wolontariusze zostali poproszeni o wskazanie orientacji głowy, podczas gdy w drugim zadaniu musieli określić kierunek oczu. Analizując aktywność mózgu za pomocą elektroencefalogramu, zespół badawczy odkrył, że te dwa procesy można niezawodnie dekodować niezależnie od siebie.
”Eksperyment pokazuje również pewną hierarchię w przetwarzaniu tych dwóch informacji. Mózg najpierw postrzega bardziej globalne wskazówki wizualne, tj. orientację głowy, od 20 milisekund w górę, zanim skupi się na bardziej lokalnych informacjach, tj. oczach, od 140 milisekund w górę. Ta hierarchiczna organizacja umożliwia następnie integrację informacji o regionie oczu i orientacji głowy, aby zapewnić dokładną i skuteczną ocenę kierunku spojrzenia”, wyjaśnia Domile Tautvydaite, pracownik naukowy podoktorancki i adiunkt na Uniwersytecie Genewskim, Wydziale Psychologii i Nauk Edukacyjnych, a także pierwszy autor badania.
Badanie wykazało również, że dekodowanie kierunku spojrzenia było znacznie dokładniejsze, gdy uczestników proszono konkretnie o zwracanie uwagi na spojrzenie prezentowanych twarzy. Oznacza to, że kontekst zadania wpływa na percepcję i zrozumienie spojrzenia. „W życiu codziennym wyniki te pokazują, że gdy ludzie aktywnie angażują się w „tryb społeczny”, lepiej i szybciej rozpoznają intencje innych osób” — wyjaśnia Nicolas Burra, starszy wykładowca na Wydziale Psychologii i Nauk Edukacyjnych oraz dyrektor Experimental Social Cognition Laboratory (ESClab) na Uniwersytecie Genewskim, który kierował tymi badaniami.
Nowoczesna metoda
Zastosowana metoda zapewnia niezwykle dokładne wyniki dla tych dwóch mechanizmów. Dzięki zintegrowaniu analizy aktywności neuronowej za pomocą elektroencefalografii (EEG) z technikami uczenia maszynowego zespół badawczy mógł przewidzieć dekodowanie kierunku spojrzenia i głowy, zanim uczestnicy zdali sobie z tego sprawę. „Ta metoda stanowi znaczącą innowację techniczną w tej dziedzinie, umożliwiającą znacznie dokładniejszą analizę niż była wcześniej osiągalna” — dodaje Nicolas Burra.
U osób z zaburzeniami ze spektrum autyzmu dekodowanie tych informacji może być upośledzone, a unikanie kontaktu wzrokowego może być preferowane. Dotyczy to również choroby Alzheimera, w której podczas rozwoju choroby trudności z pamięcią zubożają relacje osoby z innymi i często prowadzą do wycofania społecznego. Dlatego też istotne jest zrozumienie mechanizmów neuronalnych w wykrywaniu kierunku spojrzenia.
Wyniki badań i zastosowana metoda wnoszą konkretny wkład do wczesnej diagnozy zaburzeń ze spektrum autyzmu u dzieci. Jeśli chodzi o chorobę Alzheimera, jednym z najbardziej uderzających objawów w miarę postępu choroby jest niezdolność do rozpoznawania twarzy, nawet twarzy członków rodziny. Badanie to otwiera zatem drogę do lepszego zrozumienia mechanizmów neuronalnych związanych ze zmniejszoną interakcją społeczną i pamięcią twarzy — tematem obecnie badanym przez dr Tautvydaite na Uniwersytecie McGill w Kanadzie. Badania laboratoryjne ESClab Uniwersytetu Genewskiego będą kontynuowane w tej dziedzinie poprzez analizę tych procesów podczas rzeczywistych interakcji społecznych.
