W artykule przedstawiono fascynujące zjawisko widzenia twarzy tam, gdzie ich nie ma, które dotyczy zarówno codziennych sytuacji, jak i przykładów zjawisk religijnych czy naukowych. Od słynnego grillowanego serowego sandwicza z obliczem Matki Boskiej po tajemniczą "twarz" na Marsie, fenomen ten skłania do refleksji nad sposobem, w jaki nasz mózg przetwarza obrazy. Badania neurologów, takich jak dr Doris Tsao i dr Pawan Sinha, ujawniają, że obszary mózgu odpowiedzialne za rozpoznawanie twarzy mogą reagować także na obiekty wykazujące jedynie pozorne podobieństwo do nich, co może mieć swoje korzenie w ewolucji i adaptacji.

Ponad 10 lat temu Diana Duyser z Hollywood w stanie Floryda w USA otrzymała przesłanie religijne za pośrednictwem nietypowego medium: grillowanego serowego sandwicza, którego sama przyrządziła. Gdy przyjrzała się brązowym śladom na powierzchni chleba, oczom jej ukazało się skądinąd znajome oblicze.

"Ujrzałam spoglądającą na mnie twarz, to była Matka Boska", powiedziała reporterom w 2004 roku. "Byłam zaszokowana".

Przetrzymawszy relikwię w domu przez 10 lat, pani Duyser wystawiła ją na aukcji w portalu aukcyjnym eBay. Aukcja wywołała takie poruszenie, że kanapka została sprzedana za sumę 28 tysięcy dolarów, co świadczy o tym, że nie tylko pani Duyser widziała twarz tam, gdzie w rzeczywistości jej nie było (niestety, próba namówienia pani Duyser do skomentowania tego artykułu zakończyła się niepowodzeniem).

Podobne twarze wywołały ponownie sensację pod koniec 2006 roku, kiedy to Mars Express, sonda należąca do Europejskiej Agencji Kosmicznej, wykonała wysokiej jakości trójwymiarowe zdjęcia czegoś, co przypominało twarz i znajdowało się w rejonie Cydonii na Marsie. Zdjęcia spowodowały wysnucie teorii spiskowej, jakoby rządy na Ziemi dążyły do zatajenia przed społeczeństwem istnienia inteligentnego życia na Marsie.

Dlaczego widzimy twarze wszędzie, gdzie tylko spojrzymy: na księżycu, na kleksach Rorschacha, w punktach interferencji na powierzchni plamy oleju? Czemu niektóre czipsy przypominają Fidela Castro i dlaczego cynamonowe ciastko przypominające Matkę Teresę było przez lata przechowywane pod szklanym kloszem w kawiarni w Nashville (stan Tennessee, USA), gdzie nazywane było Nun Bun (ciasteczko zakonne)?

Istotnych odpowiedzi udzielają nam biolodzy i informatycy, którzy dają nam nowy wgląd w to, w jaki sposób mózg rozpoznaje i przetwarza dane dotyczące twarzy.

Na długo przed tym jak usłyszała o grillowanym serowym sandwiczu pani Duyser, Doris Tsao, neurolog z Uniwersytetu w Bremie w Niemczech, wysnuła hipotezę, że ludzie mogą przetwarzać twarze inaczej niż inne obiekty. Podejrzewała, że pewien obszar mózgu posiada priorytet w rozpoznawaniu twarzy, podobnie jak linie lotnicze zapewniają priorytetowo pełną obsługę pasażerów pierwszej klasy.

"Niektórzy pacjenci po wylewie potrafili perfekcyjnie rozpoznawać wszystko, oprócz twarzy właśnie", powiedziała dr Tsao. "Zaczęliśmy więc dociekać, czy w mózgu naprawdę istnieje obszar odpowiedzialny za rozpoznawanie twarzy".

Dr Tsao użyła funkcjonalnego obrazowania przy pomocy rezonansu magnetycznego, by określić, które obszary mózgu uaktywniały się, gdy małpom z gatunku makaków prezentowano bodźce, w tym owoce, przedmioty, sceny walk - oraz twarze. Prawie natychmiast odkryła, że grupy komórek w trzech obszarach płatów czołowych mózgu wydawały się być silnie wyczulone na twarze.

"Pierwszego dnia, gdy umieściliśmy elektrodę, byliśmy zaszokowani", powiedziała dr Tsao. "Komórki jedna po drugiej reagowały na twarze, ale reakcje na inne obiekty nie były już takie same". Wyniki jej badań opublikowano w czasopiśmie "Science" w numerze z października 2007.

Badanie prowadzone przez dr Tsao przyniosło zaskakujące odkrycie: obszary mózgu, które zidentyfikowała jako wyczulone na twarze, podświetlały się niekiedy w reakcji na obiekty wykazujące tylko pozorne podobieństwo do twarzy.

"Przedmioty nie będące twarzami mogą posiadać pewne cechy słabo stymulujące te komórki reagujące na pojawienie się twarzy", powiedziała dr Tsao. "Jeśli przekroczysz pewien próg, małpom może się wydawać, że widzą twarz". Jak mówi pani doktor, w ten sam sposób obiekty takie jak cynamonowe ciasteczka, skaliste rośliny czy formacje z chmur mogą pobudzić ten twarzowy radar, jeśli będą wystarczająco przypominały twarze.

Pawan Shinha, naukowiec kognitywny z Instytutu Technologii Massachussets, spędził całe lata na badaniach, chcąc tylko określić, jakie właściwości powodują pobudzenie tych wyczulonych na obecność twarzy obszarów mózgu. Oprogramowanie zabezpieczające, które jest rozwijane w celu identyfikacji terrorystów lub wykrywania intruzów, musi potrafić rzetelnie rozpoznawać twarze. Ucząc program tej czynności, dr Sinha i jego współpracownicy dokonali niespodziewanych wglądów w pytanie o to, dlaczego czasami w cynamonowym ciastku widzimy cynamonowe ciastko, a innym razem - ziemską inkarnację świętej zakonnicy.

Aby rozwinąć oprogramowanie wykrywające nawet w gorszych warunkach i zoptymalizowane pod kątem wyławiania wszystkich ludzkich twarzy, dr Sinha zaczął od umieszczenia w swoim komputerze wizerunków tysięcy twarzy tak różnych, jak te w reklamie Benettona, która znana jest z powodu swojej różnorodności.

Gdy komputer zebrał wszystkie informacje, umożliwiło to odkrycie powiązań łączących prawie wszystkie twarze, i tylko niektóre obiekty nie będące twarzami. "Okazuje się, że są to bardzo proste powiązania, np to że oczy zawsze są ciemniejsze niż czoło, usta zaś ciemniejsze od policzków", wyjaśnił dr Sinha. "Jeżeli połączysz ze sobą około dwunastu takich powiązań, otrzymasz szablon, który pozwoli ci zlokalizować twarz".

Większości ludzi wydaje się, że uśmiechnięta twarz postaci z kreskówki, z jej wyraźnymi oczami, nosem i ustami, stanowi wręcz kwintesencyjny twarzowy szablon, ale komputer doktora Sinha potrafi zidentyfikować twarze nawet na zdjęciu o niskiej rozdzielczości.

Gdy doktor Sinha pokazał ochotnikom rozmyte zdjęcia twarzy, zawierające jedynie 12 na 14 pikseli wizualnych informacji, działali oni w podobnym stopniu dobrze, rozpoznając poprawnie 75% twarzy. Sugeruje to, że - podobnie jak komputer - ludzki mózg przetwarza twarze holistycznie, raczej tak jak spójne krajobrazy aniżeli jedną cechę po drugiej.

Te zdjęcia to tylko "ciemne plamy na jednej wielkiej plamie", powiedział dr Sinha. "Widać więc, że pojedyncze cechy nie zawierają wystarczającej ilości informacji diagnostycznych. Kształt, który decyduje o ogólnej organizacji obrazu, wciąż pozwala nam rozpoznać twarz".

W pewnej chwili jednak komputer emituje alarm. "To jest dobra analogia do tego, co może zrobić ludzki mózg", powiedział dr Sinha. "Podobnie jak komputer, mózg próbuje określić, jakie regularności istnieją we wszystkich twarzach, aby wygenerować prototyp".

##"Ten prototyp nie jest jednak idealny", dodał dr Sinha. "Czasami pewne twarze nie pasują do tych regularności, czasem zaś spełniają je obiekty nie będące twarzami".

Innymi słowy, jeśli szablon złożony ze światła i cienia daje obraz krowy pasujący do naszego wyobrażenia twarzy, możemy odczytać takie zdarzenie jako wizytę Jezusa Chrystusa lub Marylin Monroe.

"Podczas gdy ludzka tendencja do widzenia twarzy w innych obiektach ma swój początek w architekturze neuronowej, większa ilość twarzy, jaką widzimy na co dzień, również może być odpowiedzialna częściowo za zjawisko ciasteczka zakonnego", powiedział Takeo Watanabe, neurolog z Uniwersytetu w Bostonie (USA). Jego badania dotyczące procesów uczenia się wykazują, że po tym jak mózg jest bombardowany bodźcem, w dalszym ciągu go odbiera nawet wtedy, gdy bodziec ten nie jest już obecny.

Aby zademonstrować ten efekt, dr Watanabe posadził ochotników przed monitorami, na których wyświetlały się ułożone kaskadowo niewyraźne kropki. W pierwszej chwili biorący udział w eksperymencie nie potrafili określić, w jakim kierunku przemieszczały się kropki. Potem przeszli kolejną rundę testów, w których mieli zidentyfikować litery nałożone na kropki, które wciąż przesuwały się po ekranie.

Gdy wreszcie ochotnikom pokazano pusty ekran i poproszono o opis tego, co widzą, stała się rzecz dziwna: nie tylko twierdzili, że widzą kropki, ale nawet mówili, że przesuwały się one w tych samych kierunkach, co podczas poprzedniej sesji.

Według doktora Watanabe wyniki sugerują, iż podświadome uczenie się czegoś "zbyt dobrze" koliduje z odbieraniem rzeczywistości. "W wyniku powtarzania prezentacji ochotnicy rozwinęli zwiększoną czułość na obecność kropek. To wyczulenie okazało się tak duże, że widzieli te kropki nawet tam, gdzie ich nie było".

"Ponieważ twarze stanowią bardzo ważny element wizualnej sfery życia", dodał Watanabe, "można je umieścić w tej samej kategorii, co kropki: widok wszędzie się przewijających twarzy stał się dla ludzi tak powszedni, że czułość na nie stała się wystarczająco duża, by wywołać równe, fałszywe pozytywy. Ta tendencja do stawania się zbyt wyczulonym na powszechnie występujący bodziec może być cechą umożliwiającą przetrwanie. Gdybyś żył w czasach ludzi pierwotnych, na przykład, to dobrze byłoby, gdybyś był wyczulony na obecność tygrysów".

Dr Sinha z Instytutu Technologii Massachussets mówi, że obojętnie czy jeżąca włosy reakcja jest wrodzona czy wyuczona, ukazuje ona krytyczną adaptację ewolucyjną, która wywołuje efekty uboczne, jak np widzenie Belzebuba na pomarszczonej tkance.

"Informacje przekazywane przez twarz są bardzo bogate - nie tylko pozwalają określić tożsamość osoby, ale również stan jej umysłu, zdrowia i inne czynniki", mówi dr Sinha. "Dla mózgu bardzo ważne jest, by dobrze wykonywał zadanie rozpoznawania twarzy i nie był przy tym zbyt restrykcyjny w jej łącznych kryteriach. Koszt utracenia twarzy jest wyższy, niż koszt uznania za twarz obiektu, który nią nie jest".

Na podstawie: The New York Times

Tłumaczenie i opracowanie: Ivellios