دانشمندان رشته عصبشناسی به این نتیجه رسیدهاند که افراد نابینا میتوانند با استفاده از همان بخشهای مغز که توسط افراد بینا برای شناسایی چهره استفاده میشوند، چهرههای ساده را تشخیص دهند.
به گزارش تکناک، این امر حتی زمانی که اطلاعات چهره به صورت صوتی ارائه شوند، نه از طریق کورتکس بینایی نیز صادق است. این یافتهها نشاندهنده جنبههای جالبی از قابلیت تطابق مغز (نوروپلاستیسیتی) هستند.
توانایی شناسایی چهرهها در انسانها، و همچنین در برخی از حیوانات دیگر که پستانداران اجتماعی محسوب میشوند، بسیار بنیادین است. به نظر میرسد که بخشهای مشخصی از مغز، به خصوص منطقهای در پایین و پشت مغز به نام منطقه چهره فیوزیفرم یا FFA، وجود دارند که به طور اختصاصی در هنگام مشاهده چهرهها فعال میشوند.
این اطلاعات واقعاً جالب و نشاندهنده تطابقپذیری شگفتانگیز مغز انسان هستند. در مطالعهای که در سال 2009 انجام شد، مشخص شد که منطقه چهره فیوزیفرم (FFA) در مغز حتی زمانی فعال میشود که افراد اشیایی را مشاهده میکنند که تا حدودی شبیه به چهرهها هستند.
این امر در پدیده پاریدولیا دخیل است، یعنی زمانی که ما الگوهایی شبیه به چهره را در اشیاء بیجان میبینیم. همچنین، این ناحیه در افرادی که در زمینه خاصی تخصص دارند، مانند دوستداران خودرو که قادر به تشخیص مدلهای مختلف خودروها هستند، یا کارشناسان شطرنج که میتوانند ترکیبات آشنا روی صفحه شطرنج را تشخیص دهند، فعال میشود.
به طور قابل توجه، تحقیقات انجامشده توسط MIT در سال 2020 نشان داد که FFA حتی در افرادی که از بدو تولد نابینا بودهاند، فعال میشود. در این تحقیقات، افراد نابینا در دستگاه اسکنر fMRI قرار گرفتند و از آنها خواسته شد تا اشکال سهبعدی متنوعی مانند چهرهها، دستها، صندلیها و مارپیچها را لمس کنند. مشاهده شد که لمس چهرههای کوچک، FFA را به شیوهای مشابه با دیدن چهرهها فعال میکند. این یافتهها بیشتر بر قابلیت باورنکردنی مغز برای سازگاری و استفاده از اطلاعات حسی به روشهای نوآورانه تأکید دارند.
این تحقیقات از دانشگاه جورجتاون بیانگر پیشرفتهای قابل توجهی در فهم چگونگی پردازش چهرهها توسط مغز و تواناییهای سازگاری آن است. بر اساس این مطالعه، به نظر میرسد که منطقه چهره فیوزیفرم (FFA) در مغز تا حد زیادی نسبت به نوع سیستم حسی که اطلاعات مربوط به چهرهها را به آن میرساند، بیاعتنا است. این یافتهها نشان میدهند که FFA میتواند اطلاعات مربوط به چهرهها را از طریق حواس مختلف دریافت و پردازش کند.
در این مطالعه، تیم تحقیقاتی شش فرد نابینا و ۱۰ فرد بینا را برای شرکت در آزمایش خود استخدام کردند. آنها از یک “دستگاه جایگزینی حسی” استفاده کردند که شامل یک دوربین ویدئویی نصبشده بر سر، قطعات چشمبند، مجموعهای از هدفونها و یک کامپیوتر پردازشگر بود. این سیستم ورودیهای تصویری از دوربین ویدئویی را دریافت کرده و آنها را به اطلاعات صوتی ترجمه میکرد. این فرایند شامل تقسیم میدان دید به یک شبکه ۶۴ پیکسلی بوده و به هر پیکسل یک تن صوتی مخصوص اختصاص داده میشد.
این روش نوآورانه نشان میدهد که چگونه مغز میتواند اطلاعات حسی را به شکلهای جدید و مختلف پردازش کند، و همچنین چگونگی تطابقپذیری و تعامل بخشهای مختلف مغز در پاسخ به تجربیات و شرایط جدید. این تحقیقات میتوانند درک ما را از نحوه عملکرد مغز بهبود بخشیده و راههای جدیدی برای کمک به افراد دارای معلولیتهای بینایی ارائه دهند.
این روش آموزشی که در مطالعه دانشگاه جورجتاون اجرا شد، بسیار خلاقانه و نوآورانه است. استفاده از تنهای صوتی در یک صحنه صوتی استریو برای نمایش تصاویر از طریق صدا یک رویکرد جدید برای بینایی جایگزین است. در این روش، موقعیتهای مختلف یک نقطه یا یک خط در میدان دید دوربین با استفاده از فرکانسهای مختلف و توزیع متفاوت صدا در هدفونهای راست و چپ به شرکتکنندگان ارائه میشد.
شرکتکنندگان در این مطالعه، که شامل افراد نابینا و بینا بودند، ۱۰ جلسه یک ساعته را برای آموزش با این دستگاهها سپری کردند. آنها یاد گرفتند که چگونه با استفاده از گوشهای خود تصاویر را “ببینند”، در حالی که سر خود را حرکت میدادند. به آنها کارتهایی با اشکال ساده نشان داده شد، مانند خطوط افقی و عمودی، خانههای با اشکال مختلف، اشکال هندسی، و چهرههای ساده به سبک ایموجیهای خوشحال و غمگین. این فرآیند آموزشی چالشبرانگیز بود، اما نتایج بسیار مثبت بودند: در پایان دوره آموزشی، تمام شرکتکنندگان توانستند اشکال ساده را با دقت بیش از ۸۵٪ شناسایی کنند.
توضیحات جوزف راوشکر در مورد تحقیقات انجام شده در دانشگاه جورجتاون بسیار روشنگر هستند. او به این نکته اشاره میکند که تفاوت در فعالیت منطقه چهره فیوزیفرم (FFA) بین افراد نابینا و بینا ممکن است نشاندهنده تفاوتهای بنیادی در نحوه پردازش چهرهها توسط طرفین چپ و راست این منطقه باشد. این تفاوت در پردازش میتواند در نحوه تعامل با اشکال متصل یا جداگانه چهرهها نمایان شود، که ممکن است در توسعه و بهبود دستگاههای جایگزینی حسی کاربردی باشد.
تیم تحقیقاتی قصد دارد آزمایشهای خود را با استفاده از دستگاه جایگزین حسی با وضوح بالاتر ادامه دهد. هدف از این کار این است که به افراد آموزشدیده اجازه دهند تا چهرههای انسانی واقعی را تشخیص دهند. با این حال، چالشهایی در استفاده عملی از این دستگاهها وجود دارد، از جمله نیاز به آموزش گسترده و تمایل افراد نابینا به حفظ تمرکز بر شنوایی خود بدون اختلال از صداهای اضافی.
در همین حال، پیشرفتهای اخیر در هوش مصنوعی و یادگیری عمیق، به ویژه در زمینههای چندحالتی، مانند مدلهای زبانی مانند GPT که قادر به توصیف تصاویر و ویدئوها هستند، راههای جدیدی برای کمک به افراد نابینا ارائه میدهند. این تکنولوژیها میتوانند اطلاعات بصری را به روایتهای زبان طبیعی تبدیل کنند که ممکن است برای پیادهسازی، استفاده و سازگاری با نیازهای فردی افراد نابینا آسانتر باشد.
نکته جالب دیگری که راوشکر اشاره کرده، اهمیت عمیق و بنیادین شکل دو چشم و یک دهان در ساختار مغز انسان است. این نشان میدهد که چگونه این اشکال در تعریف ما به عنوان حیوانات اجتماعی نقش دارند و در سختافزار مغزی ما به طور عمیقی نهادینه شدهاند. این تحقیقات به ما کمک میکنند تا درک بهتری از تواناییهای شگفتانگیز مغز برای پردازش و تفسیر اطلاعات در شرایط مختلف به دست آوریم.
این تحقیق در مجله PLOS منتشر شده است.
