Az emberi arc észlelése
Az információ-feldolgozás folyamata figyelem Környezeti ingerek
szenzoros emlékezet ST
rövidtávú / munka emlékezet RTM
hosszútávú emlékezet & tudás, reprezentáció
nyílt válasz, viselkedés
procedurális deklaratív epizódikus
transzdukció
Copyright © 2002 Wadsworth Group. Wadsworth is an imprint of the Wadsworth Group, a division of Thomson Learning
(megelőző) tudás észlelés
feldolgozás felismerés
akció
inger a receptoron külső inger
megfigyelt inger
Az ember vizuálisan vezetett lény…
Észlelésünk az emberi arcokra van hangolva
Észlelésünk az emberi arcokra van hangolva…
…ott is, ahol nincs…
…ott is, ahol alig lehet megtalálni…
Az emberi arc kitüntetett szociális inger (Bruce, V. 2001) •„Ha a személy ismerős, megmondjuk ki ő; • Felismerjük a személy érzelmeit; • Meg tudjuk mondani, hogy, mire figyel; • Meg tudjuk mondani, hogy (kb.) hány éves; • Meg tudjuk mondani, hogy milyen nemű; • El tudjuk dönteni, hogy jól néz-e ki vagy nem (szimpatikus vagy antipatikus); • Fel tudjuk ismerni, hogy arckifejezése reális-e vagy nem”. → … s mindez nagyon gyorsan zajlik le
Az emberi arc kitüntetett szociális inger
Az arc népszerű kutatási téma: 1996 – 2006 között arc felismeréssel kapcsolatos cikkek száma
(WoS - Web of Science. © The Thomson Corporation)
Alapvető különbségek arcok, tárgyak és betűk észlelésében
arcok
tárgyak
betűk
Arcrészletek felismerése Farah & al. vizsgálta az „egész arc hatást” az arcrészletek felismerésében. Nem arc ingerek esetében a részletek felismerése hasonló izolált és egész inger bemutatási helyzetben. Ezzel szemben arcrészletek felismerése igen rossz volt izolált helyzetben Az arcészlelés holisztikus folyamat.
A Thatcher-illúzió A feje tetejére fordított portréba behelyezett, valódi irányba álló szem és száj olyan arcot eredményez, amely első ránézésre normálisnak tűnik: a feldolgozás holisztikus
Az illúziót először Margaret Thatcher, egykori brit miniszterelnök fényképével szemléltették, ezért nevezték el róla a jelenséget.
Thatcher-illúzió: fordított tárgyak felismerése könnyű, fordított arcok felismerése igen nehéz!
Az arcészlelés folyamatai percepció
szociális percepció
felismerés attribúció
szociális kogníció
Arcészlelés → szociális megismerés (Adolph, 2003)
Stimulus onset → 120msec
170 msec
> 300 msec
Az arcészlelés nagyon gyors (ADOLPHS, 2003)
YARBUS, 1967 nyomán
Arcok kódolása
Párhuzamos Î szeriális folyamatok párhuzamos
detekció
• • • •
• élek • régiók • 2D mintázat
irány textura szín mozgás
A B C D
szeriális
• tárgy azonosítás • STM 5 ± 2 = 3 - 7 tárgy
Hol?
Mi?
Látással kapcsolatos agyi területek Terület
Funkció
Lézió esetén
V1-primer látókéreg
Alapvető feldolgozás
Kérgi vakság - vaklátás
V2, V3, V4, V5
További feldolgozás (szín, alak, forma)
A sérült területtől függően: akromatopszia, (szín) akinetopszia (mozgás)
„Hol” pálya
Tárgyak téri elhelyezése, lokalizációja
Téri lokalizáció zavara
„Mi” pálya
Tárgyfelismerés,
Tárgyagnózia, prozopagnozia
kategorizáció
Kategorizáció
Bizonyos dolgok (tárgyak, koncepciók stb.) csoportokba sorolása
Mire jó a kategorizáció?
egymástól fizikailag eltérő dolgokat csoportosítani, hasonlóan, azaz azonos kategóriába tartozóként kezelni, míg fizikailag hasonló dolgokat elkülöníteni egymástól általános információ-feldolgozási probléma megoldás generalizációs és diszkriminációs képesség
kategórián belüli általánosítás és a kategóriák közötti megkülönböztetés képességét is
adaptív tulajdonság
Mik a csoportosítás szabályai?
Definíciók (tulajdonság lista) Családi hasonlóság Prototípushoz való hasonlóság Egyedi szinten való döntés
Problémák...
Nehéz definiálni bizonyos koncepciókat. Mi a játék? Szabályokba nem illő példa sok van
3 lábú kutya Kopaszkutya...
Nem magyarázza a tipikusságot:
Vizsla vs. shar pei
Prototípus
Mindent ehhez hasonlítunk A kategória átlagos tulajdonságait tartalmazza
Barna, 4 lábú szőrös, ugató 30 kg-os stb... állat...
Feladat
Írjanak egy listát gyümölcsökről 1-től 7-ig skálán, ahol a 7 a legtipikusabb:
Általános skálázási értékek Alma Barack Eper Banán Füge Lichi
6.25
5.81 5.00 4.06 3.38 2.25
Kategóriák emberben: tárgyak és arcok... LOC
Nonprefer. Preferred
Lateral occipital complex (LOC) – tárgyak
Malach et al., 1995 Grill-Spector et al., 2001
FFA
Nonprefer. Preferred
Fusiform face area (FFA) – arcok
Kanwisher et al., 1997
Kovács Gy.
Az arcok kódolása Arcfelismerésünk igen jól működik nemcsak igazi arcok, de karikatúrák - bizonyos, a felismerést segítő vonásaiban jelentősen felerősített arc - esetében is. A karikatúrákat sokszor még könnyebb is felismerni mint a jellemző, úgynevezett veridikális fényképeket. A karikatúra…
„… egy szimbólum, amely az egyénre és egész sor méretarányra, normára és populációra vonatkozik csak akkor karikatúra, amikor karikatúra e méretarányoknak, normáknak és populációk némelyikének tekintetében eltér, s pontos egyéb vonatkozásokban” (Perkins, 1975).
Arcok kódolása egy átlagos normához való összehasonlítás alapján, norma-alapú kódolással történik. Tapasztalataink, előzetes információk és bemutatások által kialakítunk egy átlagos vagy prototipikus arcot, arc mellyel összehasonlítva az egyedi arcot történik a felismerés (Rhodes és mtsai, 2007), az egyedi arcok mint vektorok reprezentálódnak az ún. n-dimenzionális „arc-térben”.
Az átlagos arccal ellentétes irányokban ún. „anti-arcokat” találunk a térben. Ezek az arcok minden vonásukban (minden dimenzióban) pontosan ellentétesen különböznek az átlagostól (Kovács Gy.)
Az ábrán az eredeti női arc szemei közelebb vannak egymáshoz, orrnyerge vékonyabb mint az átlagos arcé ezért az „anti-arcon” a szemek az átlagosnál távolabb találhatóak, míg orrnyerge szélesebb annál. Az így kialakuló arc-„anti-arc” térben egy személy identitását annál könnyebb felismerni minél távolabb található az átlag arctól, vagyis minél nagyobb az identitás erőssége.
A karikatúrákat (is) azért ismerjük fel könnyebben mint az eredeti arcokat, mivel azokban minden vonás ami az individuális arcot a normától megkülönbözteti felnagyított: a vektor iránya nem változik, de hossza megnő, jobban eltávolodva a középpontot jelentő normától.
Tony Blair
Brad Pitt
Robbie Williams
Bal oldal: -50% karikatúra, középen 18 arcba átlagolt arc, jobb oldal: +50% karikatúra
Eredeti (Tanaka, Farah 2001)
Arc adaptáció Az arc-terek és a norma-alapú arc-kódolással, magyarázható egy másik perceptuális jelenség, az adaptáció hatására kialakuló utóhatás.
Egy torzított archoz való adaptáció egy semleges arc percepcióját ellenkező irányba „tolja el” Webster et al., 1999
Ha a kísérleti személyeknek hosszú ideig (több másodpercen vagy akár percen át) egy adott arcot pl. Julius „anti-arcát” mutatjuk, akkor ez után az adaptációs fázis után az átlagos arcot nagyobb valószínűséggel fogják „Júliaként” kategorizálni, mint adaptáció nélkül.
Az arcészlelés kognitív modellje Az arcok felismerésének máig érvényes modellje Bruce és Young, (1986) nevéhez köthető. A modell alapgondolata, hogy az arcok identitásának és az érzelmi arckifejezéseknek a felismerése funkcionálisan és neuronálisan független rendszerek működésének az eredménye.
Először a vizuális inger és annak kép elemei dolgozódnak fel (struktúrális kódolás). A struktúrális kódolás eredménye a kontúr, alak, szín, textúra stb információ egységes arccá integrálása. Itt történik meg annak feldolgozása, hogy az adott arc férfi illetve női, melyik rassz tagja és milyen korú. Ezt a képet összehasonlítjuk a már előzőleg eltárolt ismerős arc reprezentációjával - arc felismerési egység - és ha a kettő összeillik akkor mint ismerős arcot detektáljuk.
Ezután a személy identitás csomópont aktiválódik, mely több szenzoros rendszerből multimodálisan tartalmaz információkat az adott személyről és segíti a hozzáférést további szemantikus és epizódikus információkhoz (például mikor és milyen körülmények között láttuk utoljára az adott személyt). Ettől a folyamattól függetlenül, de azzal párhuzamosan zajlik le az arckifejezések értékelése valamint a szájról való olvasás.
A modell azt az igen erős feltételezést kozkáctatja meg, hogy sohasem lehetünk képesek egy archoz nevet kapcsolni, ha egyidejűleg nincsenek más információink az adott személyről (pl. a személy foglalkozása, a kontextus, amelyben a személlyel korábban találkoztunk, stb.). (Tisztán anekdotikus szinten a modell azzal az előnnyel jár, hogy meg tudja magyarázni, miért panaszkodik olyan sok ember arra, hogy - bármilyen kellemetlen is ez - elfelejti ismerősei nevét.)
A független rendszerek létezését számos adat támasztja alá. ¾ Az arcok ismerőssége például nem befolyásolja az arckifejezés felismerését és fordítva (Calder és Young, 2005). ¾ Agysérülések képesek az arcfelismerést és az érzelmi arckifejezéseket szelektíven károsítani, funkcionális képalkotó vizsgálatok szerint a két feladat eltérő agykérgi területek működéséhez köthető. Feltehető, hogy a felismerés és az érzelmi arckifejezések értékelése valóban független, párhuzamos utakon folyik. Egy harmadik, eltérő és független úton történik a szájról való olvasás is, valamint a figyelem bizonyos arc-tulajdonságokra való irányítása is.
Az ismerős és ismeretlen arcok feldolgozása közötti különbség értelmezésének hiányosságai jól megmutatkoznak, ha a kontextus hatásait is figyelembe vesszük. Mind az ismerős, mind pedig az ismeretlen arcok esetében azt találták, hogy a felismerés sebességét és pontosságát jelentősen befolyásolja az a kontextus, amelyben az arccal találkozunk.
Az ismerős arcok esetében az előzetes kontextuális információ a személy foglalkozásáról, vagy arról, hogy korábban hol találkozhattunk vele, aktiválja a személyazonossági csomópontot, s ez pedig aktiválja a megfelelő arcfelismerési egységet s így elősegíti az arc mint ismerős arc felismerését Ismeretlen arcok esetében ugyancsak találtak kontextuális hatásokat. Például ismeretlen arcokat jobban felismerünk, ha ugyanabban a környezetben másodszor is megmutatják, mint első látásra.
Az arcfelismerésben szerepet játszó legfontosabb agyterületek elhelyezkedése a jobb féltekén. A kép az agyat ún. „felfújt” állapotban mutatja a jobb láthatóság miatt. Tekervények: világos, szulkuszok: sötét. STS: sulcus temporalis superior, LO: laterális okcipitális kéreg. OFA: okcipitális arc terület, FFA: fuziformis arc terület. (Kovács Gy. nem publikált eredménye. (A kép a Regensburgi Egyetem 3T Siemens Allegra szkennerével készült – Kovács Gy.).
A fő és a kiterjesztett modell legfontosabb tagjainak elhelyezkedése a jobb
agyféltekén. Az egyes területek mellett láthatóak a legfontosabb funkciók és a köztük lévő kapcsolatok is. IOG: inferior okcipitális kéreg (előző ábrán bemutatott LO és OFA együttese), FFA - fuziformis arc terület, STS: sulcus temporalis superior, AMG: nucleus amygdala, IFG: gyrus frontalis inferior, OFC: orbitofrontális kéreg.
Vannak nem várt területek (is)... PPA
Nonprefer. Preferred
Parahippocampal place area (PPA) – helyek, házak, tájképek
Epstein & Kanwisher, 1998
EBA
Nonprefer. Preferred
Extrastriate body area (EBA) – testrészek
Downing et al., 2001
Kovács Gy.
Senju, A., Johnson, M.H. 2009. The eye contact effect: mechanisms and development.
Trends in Cognitive Sciences 13(3), 127-134,
A prozopagnózia A legérdekesebb bizonyítékokat arról, hogy az arcfelismerés lényegesen különbözik a tárgyfelismerés feldolgozási folyamataitól egy arcfelismerési rendellenesség vizsgálata szolgáltatta, melyet prozopagnózia néven ismerünk. Az ebben a betegségben szenvedők képtelenek ismerős arcokat felismerni, esetleg még saját arcukat sem a tükörben.
Ismerős tárgyakat azonban bizonyos mértékig azonosítani tudnak. Az arcfelismerési képesség hiánya nem abból fakad, hogy elfelejtették ismerőseiket, hiszen hangjuk alapján vagy nevükről még mindig képesek rájuk ismerni.
Többen azt javasolták, hogy ezeknek a betegeknek egyszerűen csak azért okoz nehézséget az arcok felismerése, mert sokkal pontosabb megkülönböztetésekre van szükség ahhoz, hogy két arc között különbséget tegyünk, mint mondjuk két tárgy (pl. egy szék és egy asztal) között. Egy alternatív elképzelés szerint specifikus feldogozási mechanizmusok jellemzik az arcfelismerést. DeRenzi (1986) olyan bizonyítékokat mutatott be, melyek alátámasztják az arcfelismerés specifikus folyamatait. A DeRenzi által vizsgált prozopagnóziás beteg nagyon pontos, finom megkülönböztetésekre volt képes (pl. olasz és más pénzérmék, saját vagy más emberek kézírása között), de vizuális alapon nem tudta felismerni a barátait és a rokonait.
Prozopagnózia πρόσωπον (prosopon) „arc„ • A terminust egy olasz szemész Quaglino (1867) vezette be egy agyvérzésen átesett betegével kapcsolatban, aki képtelen volt felismerni ismerős arcokat. • Olvasási funkciói épek voltak és elemi vizuális deficitet sem találtak nála. A tanulmányt szemészeti lapban publikálták ezért sokáig ismeretlen maradt. • Bodamer (1947) fedezte fel újra a prozopagnóziát a neuropszichológia számára.
Féltekei lateralizáció • Nagyon sok olyan csoportos vizsgálat született, amelyek kimutatták, hogy jobb féltekei sérülésnél rosszabb a teljesítmény az ismerős/ismeretlen arcfelismerési teszteken, mint balféltekei sérülésnél (pl. DeRenzi és Spinnler, 1966). • A féltekei különbséget alátámasztották az egészséges személyeken végzett kísérleti munkák is. • Mind a pontosság, mind pedig a felismerési sebesség gyorsabb, ha a bal látótérbe vetítik az ismeretlen arcokat régi/új döntési feladatoknál. Racsmány M.
Benton: Két-deficit elmélet • Később azonban olyan eredményeket publikáltak, mely szerint prozopagnóziások normális szinten teljesítenek ismeretlen arcokkal kapcsolatos feladatokban és nincs korreláció az ismeretlen és ismerős arcok felismerési teljesítményekben jobb féltekei sérülteknél (Assal, 1969; Benton és Van Allen, 1972). Benton (1980) szerint ezért két különböző deficit létezik: • az egyik az arcok perceptuális feldolgozásával kapcsolatos és az ismeretlen arcokkal kapcsolatos teljesítményben játszik szerepet, • a másik az ismerős arcokkal kapcsolatos emlékezeti funkciókat involválja. Racsmány M.
Satírozott területek: prozopagnóziás személy agyi sérülései (Ghadiali, 2004)
Hogyan él egy prozopagnóziás? (Cecilia Burman) • • • • • •
Haj, hang, kéz alapján próbálják azonosítani az ismerőseiket. Köszöngetés… Nem használnak neveket, a tévedéstől való félelem miatt. Kozmetika, fodrász elhanyagolása. Politikusokat, híres embereket nem ismeri fel. Rejtőzködés.
