Ansiktsinversionseffekt
Ansiktsinversionseffekten är ett fenomen där det är mycket svårare att identifiera inverterade (uppochnervända) ansikten jämfört med upprättstående ansikten än att göra samma sak för icke-ansiktsföremål.
En typisk studie som undersöker ansiktsinversionseffekten skulle ha bilder av det inverterade och upprättstående föremålet som presenteras för deltagarna och hur lång tid det tar för dem att känna igen objektet som vad det faktiskt är (dvs. en bild av ett ansikte som ett ansikte). Ansiktsinversionseffekten uppstår när det, jämfört med andra föremål, tar oproportionerligt längre tid att känna igen ansikten när de är inverterade i motsats till upprättstående.
Ansikten bearbetas normalt i de speciella ansiktselektiva områdena i hjärnan, såsom det fusiforma ansiktsområdet . Emellertid involverar bearbetning av inverterade ansikten både ansiktselektiva regioner och ytterligare visuella områden som visuella områden på mellannivå och scenkänsliga och objektkänsliga områden på hög nivå i det parahippocampala platsområdet och laterala occipital cortex . Det verkar vara något annorlunda med inverterade ansikten som kräver att de också involverar dessa mellannivå- och högnivåscen- och objektbearbetningsmekanismer.
Den mest stödda förklaringen till varför ansikten tar längre tid att känna igen när de är inverterade är den konfigurerade informationshypotesen. Den konfigurerade informationshypotesen säger att ansikten bearbetas med användning av konfigurerad information för att bilda en holistisk (hel) representation av ett ansikte. Objekt behandlas dock inte på detta konfigurerade sätt. Istället bearbetas de funktionellt (i delar). Att invertera ett ansikte stör den konfigurerade bearbetningen, vilket tvingar det att istället bearbetas funktionellt som andra objekt. Detta orsakar en fördröjning eftersom det tar längre tid att bilda en representation av ett ansikte med endast lokal information.
Neurala system för ansiktsigenkänning
Ansikten bearbetas i separata delar av hjärnan till andra stimuli, såsom scener eller icke-ansiktsobjekt. Till exempel fusiforma ansiktsområdet (FFA) en ansiktselektiv region i hjärnan som endast används för ansiktsbearbetning. FFA reagerar mer på upprättstående men inte inverterade ansikten, vilket visar att inverterade ansikten inte upptäcks på samma sätt som upprättstående ansikten.
Det scenselektiva parahippocampala platsområdet (PPA) bearbetar platser, eller scener i den visuella miljön. Objektigenkänningsområdet i lateral occipital cortex (LOC) är involverat i bearbetningen av föremål. Tillsammans används dessa områden för att behandla inverterade, men inte upprättstående ytor. Detta tyder på att det är något speciellt med inverterade ansikten jämfört med upprättstående ansikten som kräver att de involverar objekt- och scenbearbetningsregioner.
Det finns fortfarande viss aktivitet i ansiktsigenkänningsregioner när du tittar på inverterade ansikten. Bevis har funnit att en ansiktselektiv region i hjärnan som kallas occipital face area (OFA) är involverad i bearbetningen av både upprättstående och inverterade ansikten.
Sammantaget verkar ansikts- och föremålsbehandlingsmekanismer vara separata i hjärnan. Att känna igen upprättstående ansikten involverar speciella ansiktsigenkänningsregioner, men att känna igen inverterade ansikten involverar både ansikts- och icke-ansiktsstimuliigenkänningsregioner.
Processer för ansikts- och objektigenkänning
Ansiktsigenkänning
Konfigurationsinformation
Konfigurationsinformation, även känd som relationsinformation, hjälper människor att snabbt känna igen ansikten. Det involverar arrangemanget av ansiktsdrag , såsom ögon och näsa . Det finns två typer av konfigurerad information: första ordningens relationsinformation och andra ordningens relationsinformation.
Första ordningens relationsinformation består av de rumsliga relationerna mellan olika egenskaper i ansiktet. Dessa relationer mellan ansiktsdrag är vanliga för de flesta, till exempel att ha munnen under näsan. Första ordningens relationsinformation hjälper därför till att identifiera ett ansikte som ett ansikte och inte något annat objekt.
Andra ordningens relationsinformation är storleken på relationerna mellan ansiktets egenskaper, i förhållande till en prototyp (en modell av hur ett ansikte ska se ut). Den här typen av information hjälper till att skilja ett ansikte från ett annat eftersom det skiljer sig mellan olika ansikten.
Holistisk bearbetning
Den holistiska behandlingen av ansikten beskriver uppfattningen av ansikten som helheter, snarare än summan av deras delar. Detta innebär att ansiktsdrag (som ögon eller näsa) inte explicit representeras i hjärnan på egen hand, utan hela ansiktet representeras.
Enligt den konfigurerade informationshypotesen om ansiktsigenkänning involverar att känna igen ansikten två steg som använder konfigurerad information för att bilda holistiska representationer av ansikten.
En studie visade att ansiktsselektiv aktivitet i hjärnan försenades när den konfigurerade informationen för ansikten stördes (till exempel när ansikten vändes upp och ned). Detta innebär att det tog längre tid för deltagarna att känna igen de ansikten de såg som ansikten och inte andra (icke-ansikts)objekt. Den konfigurerade informationsförklaringen för ansiktsigenkänning stöds därför av närvaron av ansiktsinversionseffekten (en fördröjning när ansikten inverteras).
Stadier av ansiktsigenkänning
Det första steget för att känna igen ansikten i den konfigurerade informationshypotesen är informationsbehandling på första nivån. Detta steg använder första ordningens relationsinformation för att upptäcka ett ansikte (dvs. för att fastställa att ett ansikte faktiskt är ett ansikte och inte ett annat objekt). Att bygga en holistisk representation av ett ansikte sker i detta tidiga skede av ansiktsbehandling, för att ansikten ska kunna upptäckas snabbt.
Nästa steg, informationsbehandling på andra nivån, skiljer ett ansikte från ett annat med hjälp av andra ordningens relationsinformation.
Objektigenkänning
En inversionseffekt verkar inte förekomma för icke-ansiktsobjekt, vilket tyder på att ansikten och andra föremål inte behandlas på samma sätt.
Ansiktsigenkänning innebär konfigurerad information för att behandla ansikten holistiskt. Objektigenkänning använder dock inte konfigurerad information för att bilda en holistisk representation. Istället bearbetas varje del av objektet oberoende för att det ska kunna kännas igen. Detta är känt som en funktionell igenkänningsmetod. Dessutom görs en explicit representation av varje del av objektet, snarare än en representation av objektet som helhet.
Teorier
Konfigurerad informationshypotes
Enligt den konfigurerade informationshypotesen uppstår ansiktsinversionseffekten eftersom konfigurerad information inte längre kan användas för att bygga en holistisk representation av ett ansikte. Inverterade ansikten behandlas istället som objekt, med hjälp av lokal information (dvs. ansiktets individuella egenskaper) istället för konfigurerad information.
En fördröjning uppstår vid bearbetning av inverterade ansikten jämfört med upprättstående ansikten. Detta beror på att den specifika holistiska mekanismen (se holistisk bearbetning ) som gör att ansikten snabbt kan upptäckas saknas vid bearbetning av inverterade ansikten. Endast lokal information är tillgänglig när du tittar på inverterade ansikten, vilket stör detta tidiga igenkänningsstadium och förhindrar därför att ansikten upptäcks lika snabbt. Istället sätts oberoende funktioner ihop bit för bit för att bilda en representation av objektet (ett ansikte) och låta betraktaren känna igen vad det är.
Alternativa hypoteser
Även om den konfigurerade bearbetningshypotesen är en populär förklaring till ansiktsinversionseffekten, har det funnits vissa utmaningar med denna teori. I synnerhet har det föreslagits att ansikten och objekt båda känns igen med hjälp av funktionella bearbetningsmekanismer, istället för holistisk bearbetning för ansikten och funktionell bearbetning för objekt. Ansiktsinversionseffekten orsakas därför inte av fördröjning från ansikten som behandlas som objekt. Istället är ett annat element inblandat. Två potentiella förklaringar följer.
Perceptuell inlärning
Perceptuell inlärning är en vanlig alternativ förklaring till den konfigurerade bearbetningshypotesen för ansiktsinversionseffekten. Enligt den perceptuella inlärningsteorin blir stimulansen oftare lättare att känna igen i framtiden att få en stimulans (till exempel ansikten eller bilar) oftare.
De flesta människor är mycket bekanta med att se upprättstående ansikten. Härav följer att mycket effektiva mekanismer har kunnat utvecklas för snabb upptäckt och identifiering av upprättstående ansikten. Detta innebär att ansiktsinversionseffekten därför skulle orsakas av en ökad erfarenhet av att uppfatta och känna igen upprättstående ansikten jämfört med inverterade ansikten.
Inkompatibilitet med ansiktsschema
Ansiktsschemainkompatibilitetsmodellen har föreslagits för att förklara några av de saknade elementen i hypotesen om konfigurationsinformation. Enligt modellen bearbetas ansikten och tilldelas mening genom användning av scheman och prototyper.
Modellen definierar ett schema som en abstrakt representation av den allmänna strukturen hos ett ansikte, inklusive egenskaper som är gemensamma för de flesta ansikten (dvs. strukturen hos och relationerna mellan ansiktsdrag). En prototyp avser en bild av hur ett genomsnittligt ansikte skulle se ut för en viss grupp (t.ex. människor eller apor). Efter att ha erkänts som ett ansikte med hjälp av ett schema läggs nya ansikten till en grupp genom att de utvärderas för deras likhet med den gruppens prototyp.
Det finns olika scheman för upprättstående och inverterade ytor: upprättstående ytor ses oftare och har därför mer effektiva scheman än inverterade ytor. Ansiktsinversionseffekten orsakas således delvis av mindre effektiva scheman för bearbetning av den mindre välbekanta inverterade formen av ansikten. Detta gör att inkompatibilitetsmodellen för ansiktsschemat liknar den perceptuella inlärningsteorin, eftersom båda anser att erfarenhetens roll är viktig för att snabbt kunna känna igen ansikten.
Integrering av teorier
Istället för bara en förklaring till ansiktsinversionseffekten är det mer troligt att aspekter av olika teorier gäller. Till exempel kan ansikten bearbetas med konfigurerad information, men erfarenhetens roll kan vara viktig för att snabbt känna igen en viss typ av ansikte (dvs människa eller hund) genom att bygga scheman av denna ansiktstyp.
Utveckling
Förmågan att snabbt upptäcka och känna igen ansikten var viktig i det tidiga mänskliga livet, och är fortfarande användbar idag. Till exempel kan ansiktsuttryck ge olika signaler som är viktiga för kommunikationen . Mycket effektiva ansiktsigenkänningsmekanismer har därför utvecklats för att stödja denna förmåga.
När människor blir äldre, blir de mer bekanta med upprättstående mänskliga ansikten och förfinar kontinuerligt de mekanismer som används för att känna igen dem. Denna process gör det möjligt för människor att snabbt upptäcka ansikten runt dem, vilket hjälper till med social interaktion .
Ungefär under det första levnadsåret är spädbarn bekanta med ansikten i sin upprättstående form och är därför mer benägna att uppleva ansiktsinversionseffekten. När de åldras blir de bättre på att känna igen ansikten och så blir ansiktsinversionseffekten starkare. Den ökade styrkan av ansiktsinversionseffekten över tid stöder den perceptuella inlärningshypotesen, eftersom mer erfarenhet av ansikten resulterar i ökad känslighet för effekten.
Ju mer bekant en viss typ av ansikte (t.ex. människa eller hund) är, desto mer mottaglig är man för ansiktsinversionseffekten för det ansiktet. Det gäller både människor och andra arter. Till exempel upplevde äldre schimpanser som är bekanta med mänskliga ansikten ansiktsinversionseffekten när de tittade på mänskliga ansikten, men samma resultat inträffade inte för yngre schimpanser som är bekanta med schimpansansikten. Ansiktsinversionseffekten var också starkare för hundansikten när de sågs av hundexperter. Dessa bevis visar att förtrogenhet med en viss typ av ansikte utvecklas över tiden och verkar vara nödvändig för att ansiktsinversionseffekten ska uppstå.
Undantag
Det finns ett antal tillstånd som kan minska eller till och med eliminera ansiktsinversionseffekten. Detta beror på att mekanismen som används för att känna igen ansikten genom att bilda holistiska representationer saknas eller störs. Detta kan göra att ansikten bearbetas på samma sätt som andra (icke-ansikts)objekt.
Prosopagnosia
Prosopagnosia är ett tillstånd som kännetecknas av en oförmåga att känna igen ansikten. När de med prosopagnosia ser ansikten, aktiveras den fusiforma gyrusen (ett ansiktsigenkännande område i hjärnan) på ett annat sätt än hur det skulle göra hos någon utan tillståndet. Dessutom aktiveras icke-ansiktsobjektigenkänningsområden (såsom den ventrala occipitotemporala extrastriate cortex ) när man tittar på ansikten, vilket tyder på att ansikten och föremål behandlas på liknande sätt.
Individer med prosopagnosia kan vara opåverkade eller till och med dra nytta av ansiktsinversion i ansiktsigenkänningsuppgifter. Normalt behandlar de upprättstående ansikten funktionellt, som föremål. Inverterade ansikten bearbetas också funktionellt snarare än holistiskt. Detta visar att det inte finns någon skillnad mellan bearbetningen av upprättstående och inverterade ansikten, vilket förklarar varför det inte finns någon oproportionerlig fördröjning för att känna igen inverterade ansikten.
Autismspektrumstörning
, använder inte individer med autismspektrumstörning (ASD) en konfigurerad bearbetningsmekanism för att bilda en holistisk representation av ett ansikte. Istället tenderar de att bearbeta ansikten med hjälp av lokal eller funktionell information. Detta innebär att samma funktionella mekanismer används mellan bearbetning av upprättstående ytor, inverterade ytor och föremål. Följaktligen är det mindre sannolikt att ansiktsinversionseffekten inträffar hos personer med ASD.
Det finns dock vissa bevis för att utvecklingen av en holistisk ansiktsigenkänningsmekanism hos personer med ASD helt enkelt är försenad, snarare än att den saknas. Detta skulle innebära att det faktiskt skulle vara en skillnad mellan bearbetningen av upprättstående och inverterade ansikten. De med ASD kan därför så småningom bli mottagliga för ansiktsinversionseffekten.