مدل سازی سه بعدی اطلاعات هویتی چهره

اعتبار: دانشگاه گلاسکو
برای اولین بار در جهان، دانشمندان علوم اعصاب از دانشگاه گلاسکو قادر به ساخت مدل های چهره ای سه بعدی با استفاده از  اطلاعات منحصر به فرد ذخیره شده در مغز فرد در هنگام یادآوری چهره فرد آشنا هستند.
 
این مطالعه که در مجله رفتار انسانی طبیعت منتشر شد، پایه ای برای درک بیشتر مکانیسم های تشخیص چهره مغز خواهد بود و می تواند کاربردهایی برای هوش مصنوعی، تکنولوژی بازی و شهادت شاهد عینی داشته باشد.
 
یک گروه از دانشمندان گلاسگو بررسی کردند که چگونه همکاران آنها (14 نفر در مجموع) چهره چهار نفر از همکاران دیگر را، با تعیین این که معمولاً از کدام اطلاعات چهره ای خاص برای شناسایی آنها از حافظه استفاده می کردند، شناختند.
 
برای تست نظریه هایشان، محققان داوطلبان را واداشتند که چهره هایی را مقایسه کنند که از همه نظر یکسان بودند – همسن، هم جنس یا هم نژاد - به جز در اطلاعاتی که ماهیت هویت آنها را تعریف می کند. با انجام این کار، دانشمندان روش شناسی‌ای را طراحی کردند که قادر بود منظور آنچه که هویت بصری را تعریف می کند کشف کند و آن را در یک برنامه کامپیوتری تولید کند.
 
دانشمندان سپس روشی را طراحی کردند که در طی بسیاری از تلاش ها، آنها را رهنمون شد به این که قادر شوند به بازسازی این که چه اطلاعاتی ویژه است برای تعیین هویت یک فرد در ذهن شخصی دیگر.
 
فیلیپه شینس، استاد شناخت بصری در مؤسسه علوم اعصاب و روانشناسی، گفت: "دشوار است که درک کنیم که مردم چه اطلاعاتی را در حافظه خود در هنگام تشخیص چهره های آشنا ذخیره می کنند. اما ما یک ابزار را ایجاد کرده ایم که اساساً به ما روشی را برای انجام فقط آن داده است."
 
"با مهندسی معکوسِ اطلاعاتی که هویت فرد را مشخص می کند و سپس ارائه ریاضی آن، ما سپس توانستیم آن را گرافیکی کنیم."
 
محققان با استفاده از پایگاه داده ای از 355 چهره سه بعدی یک مدل تولیدی هویت چهره سه بعدی طراحی کردند که هر صورت با شکل و بافت آن را توصیف می کرد. آنها سپس مدلهای خطی را در چهره ها به کار بردند تا قادر به استخراج شکل و بافت برای عوامل جنسی، سنی و قومیتی غیر هویتی باشند، و از آن طریق اطلاعات هویتی منحصر به فرد را مجزا کردند.
 
در این آزمایش، محققان از مشاهده کنندگان خواستند تا شباهت بین یک صورت آشنای به یاد آمده و چهره هایی که به صورت تصادفی تولید شده اند، و در عوامل جنسی، سنی و قومیتی شریک، اما دارای اطلاعات هویتی تصادفی هستند، را ارزیابی کنند. برای مدل سازی ارائه های ذهنی این چهره های آشنا، محققان مؤلفه های هویتی شکل و بافت را از ذهن هر ناظر ارزیابی کردند.
 
همانند تعیین هویت، دانشمندان سپس توانستند از مدل ریاضی برای تولید چهره های جدید، با بردن  اطلاعات هویتی منحصر به فرد به چهره های آشنا و ترکیب آن با تغییری در سن، جنس، قومیت یا ترکیبی از این عوامل در آنها، استفاده کنند.
 
مقاله "مدل سازی خاطره چهره، ارائه های قابل تولید بر حسب وظیفه را آشکار می کند" در مجله رفتار انسانی طبیعت منتشر شده است.
 

بر طبق مطالعه‌ای روی زنان و مردان سالم که در مجله JNeurosci منتشر شده است، یادآوری یک چهره آشنا، شبکه گسترده تری از مناطق مغز را در مقایسه با آنچه در گذشته تصور می شد درگیر می کند.
 
ابتدا در بیش از 20 سال پیش در JNeurosci شرح داده شد که ناحیه مخروطی چهره مؤلفه اصلی یک گروه از مناطق مغز است که برای درک چهره تخصصی شده اند و به عنوان شبکه چهره شناخته می شوند. تعاملات مکرر اجتماعی می تواند جمعیت های نورون های بصری را در شبکه پردازش چهره تنظیم کند تا بتوانند تشخیص استوار و سریع چهره های آشنا را مقدور سازند. توانایی تشخیص چهره های آشنا، از افرادی که "کور چهره" هستند تا افرادی که دارای تشخیص چهره ای بالاتر از حد متوسط ​​هستند، متفاوت است.
 
میخائیل رموت و همکارانش در موسسه ملی سلامت روان کشف کردند که قدرت ارتباطات در شبکه چهره با حافظه برای چهره ها ارتباطی ندارد.
 
محققان با در نظر گرفتن دید وسیع تری به مغز، نشان می دهند که اتصال بین شبکه چهره و مدارهای دیگر درگیر حافظه و پردازش اطلاعات اجتماعی، تصویری و شنیداری است که اجرای شرکت کنندگان روی یک کار حافظه چهره پیش بینی می کرد.
 
این یافته ها نشان می دهد که شناسایی چهره درگیر ادغام ویژگی های صورت با زمینه اجتماعی و چند حسی‌ای است که در آن آنها در زندگی روزمره ظاهر می شوند.
 

مطالعات دورتموث نشان می دهد که قدرت تشخیص چهره ها همراه با جایی که آنها در زمینه بصری ظاهر می شوند فرق می کند و این قابلیت تغییر با یادگیری چهره های آشنا از طریق تعاملات اجتماعی کاهش می یابد. این تبعیض ها پایدار و وابسته به حالت فرد هستند. مهمتر از همه این که این تبعیض ها برای هویت های بیشتر شناخته شده کاهش می یابد و این نشان می دهد که مغز چهره های شخصاً آشنا را به گونه ای یکنواخت تر در میدان دید تشخیص می دهد. یافته های این تحقیق نشان می دهد که تعاملات مکرر اجتماعی می تواند جمعیت های نورون های بصری را در شبکه پردازش چهره تنظیم کند تا بتوانند تشخیص استوار و سریع چهره های آشنا را مقدور سازند. این مطالعه در eNeuro منتشر شده است، که یک مجله دسترسی آزاد از انجمن علوم اعصاب است.
 
تحقیقات پیشین در تشخیص چهره انسان اغلب بر این که چگونه مردم چهره های ناآشنا را درک می کنند تمرکز می کند، اما این یکی از اولین بررسی هایی است که چگونه فرآیندهای بصری در اوایل می تواند توسط تعاملات منظم و اجتماعی با دیگران تنظیم شود تا بتواند توانایی فرد برای تشخیص چهره افرادی که برای ما مهم هستند را بهینه کند.
 
منبع:  دانشگاه گلاسکو و انجمن علوم اعصاب و دانشکده دورتموث