مغز کودکان خودکار در پردازش چهره‌ها تفاوت‌های غیرمنتظره‌ای دارد

مطالعه جدیدی تفاوت‌های مهمی در نحوه واکنش مغز کودکان خودکار به چهره‌های انسانی را کشف کرده است. این مطالعه که در مجله Nature Mental Health منتشر شده است، یکی از گسترده‌ترین تحقیقات تا کنون در مورد نحوه شناخت چهره در افراد خودکار است.

برخی از افراد خودکار به چهره‌ها نگاه نمی‌کنند یا تماس چشمی کمتری دارند. ممکن است همچنین دشوارتر باشد که چهره‌ها را به خاطر بسپارند یا حالات چهره را تفسیر کنند نسبت به افراد عادی. دانشمندان دهه‌هاست که به فعالیت‌های مغزی پشت این تفاوت‌ها تحقیق کرده‌اند. به عنوان مثال، در اوایل دهه ۲۰۰۰، محققان در دانشگاه ییل گزارش دادند که مناطق مغزی مسئول پردازش چهره در افراد خودکار فعالیت کمتری نشان می‌دهند نسبت به افراد بدون خودکار.

جیمز مک‌پارلند، دکترای روانشناسی، استاد هریس در مرکز مطالعات کودکان و مدیر مرکز سلامت مغز و روان، نحوه پردازش چهره افراد خودکار را با استفاده از الکتروانژی (EEG)، یک تکنیک که فعالیت الکتریکی مغز را ضبط می‌کند، مطالعه می‌کند. مطالعات EEG قبلی، اما معمولاً سیگنال‌ها از مناطق محدودی بررسی می‌شده است و نه فعالیت‌های کل سر.

برای به دست آوردن تصویری کامل‌تر، مک‌پارلند و همکارانش مطالعه‌ای شامل حدود ۴۰۰ کودک خودکار انجام دادند، که فعالیت الکتریکی ضبط شده از سر کل را بررسی کردند. آنها دریافتند که فعالیت مغزی مرتبط با شناخت چهره در شرکت‌کنندگان خودکار به طور واضح‌تری قابل تشخیص نبود. همچنین یک تفاوت قابل توجه در توسعه مشاهده کردند: در کودکان عادی، واکنش مغز به چهره‌ها با افزایش سن بیشتر تخصصی می‌شود، در حالی که کودکان خودکار این الگوی مشابه را نشان نمی‌دهند.

"این اولین بار است که از حجم کامل و بسیار غنی از اطلاعات ارائه شده توسط ضبط الکتروانژی برای درک شناخت چهره و خودکار استفاده کرده‌ایم," می‌گوید مک‌پارلند.

چگونه دانشمندان تفاوت‌های در فعالیت مغز افراد خودکار را کشف کردند

مک‌پارلند روش‌های سنتی برای مطالعه شناخت چهره را با تلاش برای درک ترافیک در کل یک شهر با نظارت بر فقط یک خیابان مرکزی مقایسه می‌کند.

"این روشی است که بسیاری از تحقیقات بر روی پردازش چهره تا کنون انجام شده است," می‌گوید مک‌پارلند.

رویکرد جدید دیدگاه بسیار گسترده‌تری ارائه می‌دهد، مشابه با مشاهده ترافیک در کل یک شهر با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای. برای بررسی این الگوها، محققان اطلاعات جمع‌آوری شده از کنسرسیوم بیومارکر خودکار برای آزمایش‌های بالینی (ABC-CT) را تحلیل کردند. مجموعه داده‌ها شامل کودکان خودکار و عادی در گروه‌های سنی مختلف بود.

در طول آزمایش‌ها، شرکت‌کنندگان تصاویر چهره و اشیاء روزمره را مشاهده می‌کردند در حالی که دستگاه الکتروانژی فعالیت مغزی آنها را ضبط می‌کرد. جایگزین این روش متمرکز بر تعداد کمی از مکان‌های ضبط، دانشمندان سیگنال‌های الکتریکی از همه ۱۲۸ الکترود قرار گرفته در اطراف سر هر شرکت‌کننده را بررسی کردند.

سپس از تکنیک‌های یادگیری ماشین استفاده کردند تا تعیین کنند آیا الگوهای ضبط شده می‌توانند نشان دهند هر کودک چه چیزی را مشاهده می‌کند.

نتایج نشان داد که فعالیت مغزی در کودکان عادی نشان‌دهنده دیدن چهره‌ها بهتر از گروه خودکار است. به عبارت دیگر، سیگنال‌های الکتریکی مرتبط با دیدن چهره در گروه خودکار کمتر قابل تشخیص بود.

"فعالیت عصبی که ما در سطح سر می‌اندازیم در افراد خودکار به طور واضحی قابل تشخیص نیست," می‌گوید جейсون گریفین، دکترای روانشناسی، استاد دانشگاه هیوستون. گریفین قبلاً به عنوان محقق پس‌دکترا در آزمایشگاه مک‌پارلند کار کرده است.

محققان همچنین دریافتند که توانایی شناسایی آنچه یک کودک از طریق فعالیت مغزی می‌بیند با افزایش سن در شرکت‌کنندگان عادی بهبود می‌یابد. این بهبود مربوط به سن که مشاهده شد در کودکان خودکار دیده نشد، نشان می‌دهد که واکنش‌های عصبی آنها به چهره‌ها به الگوی متفاوتی توسعه می‌یابند.

"پردازش ویژه چهره آنها دنبال همان مسیر نیست," می‌گوید گریفین.

تفاوت‌های شناخت چهره ممکن است زودتر از آنچه قبلاً فکر می‌کردند شروع شوند

این مطالعه همچنین بینش جدیدی در مورد اینکه این تفاوت‌ها در چه زمانی در شناخت چهره شروع می‌شوند ارائه می‌دهد.

شناسایی یک فرد شامل چندین مرحله از پردازش عصبی است. توالی شروع می‌شود با ورود اطلاعات بصری به چشم‌ها و ادامه می‌یابد تا مغز اطلاعات را تفسیر می‌کند تا چهره‌ای شناخته شود.

بسیاری از مطالعات قبلی بر روی خودکار و شناخت چهره بر روی یک سیگنال مغزی به نام N170 متمرکز شده است. تغییر قابل اندازه‌گیری در فعالیت الکتریکی معمولاً در ۱۷۰ میلی‌ثانیه پس از دیدن یک چهره رخ می‌دهد. مطالعات قبلی نشان داده است که واکنش N170 در افراد خودکار به تأخیر می‌افتد.

با تحلیل فعالیت مغزی در یک دوره زمانی طولانی‌تر، محققان شواهدی یافتند که نشان می‌دهد تفاوت‌های پردازش چهره قبل از این سیگنال شناخته شده شروع می‌شوند. این نشان می‌دهد که تفاوت‌های مرتبط با خودکار ممکن است در مراحل اولیه‌تر پردازش بصری رخ دهند نسبت به آنچه که محققان قبلاً تصور کرده بودند.

"اما وقتی شما به پردازش چهره از روشی که شامل تمام دوره زمانی اطلاعات است نگاه می‌کنید، می‌بینیم که تفاوت‌های خودکار حتی زودتر رخ می‌دهند," می‌گوید مک‌پارلند.

کشف ممکن است برای تشخیص خودکار و حمایت زودهنگام معنا داشته باشد

این یافته‌ها ممکن است در نهایت روشی که محققان به تشخیص خودکار نزدیک می‌شوند و توسعه تداخلات پشتیبان را تحت تأثیر قرار دهد.

تا کنون، برخی از پزشکان کوشیده‌اند مشکلات شناخت چهره را با نیاز به حفظ تماس چشمی افراد خودکار حل کنند. تحقیقات بعدی نشان داده است که مجبور کردن تماس چشمی راه حل مؤثری نیست. درک بهتر نحوه توسعه پردازش چهره در مغز می‌تواند روش‌هایی را شناسایی کند که مؤثرتر و مناسب‌تر هستند.

یک چالش در تحقیقات خودکار، جدا کردن تفاوت‌های عصبی مرتبط با خودکار از تغییراتی که ممکن است از تجربه زندگی با این شرایط ایجاد شوند، است. به گفته محققان، الگوهای شناسایی شده در این مطالعه نشان می‌دهند که تفاوت‌های پردازش چهره به ویژگی‌های توسعه‌ای زیربنایی خودکار مرتبط هستند و نه تنها反映 تجربیات انباشته زندگی.

"وقتی ما این انتظار refine و specialization در غیر خودکارها می‌بینیم، ما کاهش تغییرات توسعه‌ای در افراد خودکار می‌بینیم," توضیح می‌دهد مک‌پارلند.

چون این تفاوت‌ها در طول توسعه ظاهر می‌شوند، یافته‌ها نیز پیشنهاد می‌دهند که حمایت‌هایی که به کمک interpreting facial emotions به کودکان خودکار ارائه می‌شود می‌تواند به ویژه مفید باشد زمانی که در دوران کودکی زودتر معرفی شوند.

با این حال، محققان تأکید دارند که خودکار لزوماً مشکلاتی ایجاد نمی‌کند که نیاز به مداخله دارند. بسیاری از افراد خودکار کم یا بدون اختلال مربوط به خودکار تجربه می‌کنند و ممکن است نه نیاز داشته باشند و نه بخواهند پشتیبانی اضافی داشته باشند. برای برخی دیگر، چالش‌های شناخت چهره یا تفسیر حالات چهره می‌تواند تعاملات اجتماعی روزمره را پیچیده کند.

"تصور کنید زندگی را هنگامی که دشوار است تا اطلاعات موجود در چهره فرد دیگری را درک کنید، از مدیریت یک زمین بازی تا مدیریت یک مصاحبه شغلی," می‌گوید مک‌پارلند. "این یکی از زمینه‌هایی است که بسیاری از افراد خودکار با آن مشکل دارند."

سیگنال‌های مغزی جدید می‌تواند به بهبود تشخیص خودکار کمک کند

یکی از کاربردهای بالقوه شامل جستجوی روش‌های هدفمندتر برای ارزیابی خودکار است. در حال حاضر، پزشکان تشخیص خودکار را عمدتاً با ارزیابی رفتار انجام می‌دهند زیرا آزمایش‌های بیولوژیکی معتبر برای تشخیص معمولی موجود نیست.

دانشمندان چندین بیومارکر ممکنه بررسی کنند که ویژگی‌های بیولوژیکی قابل اندازه‌گیری هستند که می‌توانند ارزیابی‌های تشخیصی را بهبود بخشند یا گروه‌های مختلفی از طیف خودکار را تشخیص دهند.

الگوهای جدید شناسایی شده از فعالیت مغزی مرتبط با چهره می‌تواند به این تلاش‌ها کمک کند. با بررسی تفاوت‌های این سیگنال‌های عصبی در افراد مختلف، محققان ممکن است در نهایت ابزارهای تشخیصی اضافی یا بهتر برای شناسایی افراد خودکار که ممکن است از نوع خاصی از پشتیبانی، از جمله درمان مهارت‌های اجتماعی، بهره‌مند شوند، توسعه دهند.

با وجود این که نیاز به تحقیقات بیشتری قبل از این که این یافته‌ها در استفاده بالینی مورد استفاده قرار گیرند، این مطالعه روش جدیدی برای بررسی نحوه پردازش چهره مغز افراد خودکار و چگونه این واکنش‌ها در طول کودکی تغییر می‌کنند ارائه می‌دهد.

"این اولین قدم در معرفی یک بیومارکر جدید است," می‌گوید مک‌پارلند.