Az emberi arcok Az arcok idegi reprezentációja Képalkotó eljárások Zimmer Márta mzimmer@cogsci.bme.hu http://www.cogsci.bme.hu/~ktkuser/KURZUSOK/BMETE47A014/2018_2019_2/

Téma Óra Időpont március 26. 1. Zárthelyi dolgozat február 5. Óramegbeszélés 2. február 12. BETEGSÉG MIATT ELMARADT 3. február 19. Az arcok speciálisak (?), korai modellek, arcok reprezentációja 4. február 26. Fejlődési adatok 5. március 5. Az arcon tükröződő érzelmek 6. március 12. Szociális aspektusok (tekintet iránya, nem, kor, attraktivitás) 7. március 19. Tavaszi szünet 8. március 26. 1. Zárthelyi dolgozat 9. április 2. Az arcok idegi reprezentációja - elektrofiziológia 10. április 9. Az arcok idegi reprezentációja – képalkotó eljárások 11. április 16. Az arcfelismerési zavar I. 12. április 23. Az arcfelismerési zavar II., fejlődési rendellenességek, pszichiátria és arcok 13. április 30. Alkalmazások és érdekességek 14. május 7. 2. Zárthelyi dolgozat 15. május 14. Javító-/Pótló ZH alkalom

7. Idegi reprezentáció Egy térben jó felbontású módszer – az MRI/fMRI Arcterületek az agyban (?)

Jó térbeli felbontású módszer MRI és fMRI

Jó térbeli felbontású módszer MRI – mágneses rezonancia képalkotás

Magnetic Resonance Imaging Hidrogén ionokat (protonokat) manipulál Nagyfelbontású strukturális képek Funkcionális képek

MRI Stabil mágneses mezőben Rádiófrekvenciás „lökésekkel” lehet hatni a hidrogén atomokra Hidrogén atomokból víz jelenlétére lehet következtetni T1 ill. T2 relaxációs idők, amikor a RF-t kikapcsoljuk T1: exponenciálisan csökken (RF hatás) T2: logaritmikusan növekszik (MM hatás)

Source: http://www.simplyphysics.com/ FIGYELEM!!! Nagy mágnes Source: www.howstuffworks.com Source: http://www.simplyphysics.com/ flying_objects.html

Structural MRI Eltérő struktúrák másképp jelennek meg

Functional MRI Szintén a feladathoz köthető véráramlás változásokat használja ki. Elve: az oxigéndús hemoglobin és a deoxigenizált hemoglobin mágnesezhetőségi tulajdonsága eltér; feladatvégzéshez friss, oxigéndús vér kell, ezek arányát mérik, és színkóddal látják el – pirosas/sárgás: aktiváció, kékes: deaktiváció

Functional MRI Lehetővé teszi egy feladat végrehajtása során aktiválódó területek feltérképezését cognitive task baseline

fMRI Setup

Remény … Mutassunk ingerkategóriákat és térképezzük fel az agyunkat! Terv: minden egyes tárgykategóriához tartozni fog egy terület vagy egy kisebb hálózat, így az egész agyunk „lefedhető” feladatokkal, funkciókkal Ami ebből bejött…

Emberben tárgyak és arcok... Lateral occipital complex (LOC) – tárgyak LOC Preferred Malach et al., 1995 Grill-Spector et al., 2001 Nonprefer. Fusiform face area (FFA) – arcok FFA Preferred Kanwisher et al., 1997 Nonprefer.

Nem várt területek... Parahippocampal place area (PPA) – helyek, házak, tájképek PPA Preferred Epstein & Kanwisher, 1998 Nonprefer. Extrastriate body area (EBA) – testrészek Nonprefer. EBA Preferred Downing et al., 2001

Egy tárgy-egy terület? Nem: objectotopia

Az egyes kategóriák reprezentációjának elkülönülésének mértéke nem tisztázott

Régen és ma Kanwisher, 2017, JNeurosci

Arcok - Kezdeti eredmények Három terület, mely emelkedett aktivitást mutat arcok bemutatása esetén FFA (Kanwisher et al., 1997) OFA (Gauthier et al., 2000) STS (Puce et al., 1998) Visszatérünk …

Jobb oldali dominancia Mindhárom jobb oldali dominanciát mutat Bár az „alap” vizuális kódolás valóban itt történik, más területek is érintettek Haxby et al., 2000, 2007 Huang et al. 2014, FrontHumNeur

Haxby modellje

STS ~ OFA ~ FFA „Mag” rendszer „Kiterjedt” rendszer

A Mag rendszer tagjai - FFA Legtöbbet vizsgált terület Modul? Kétszer akkora válasz arcokra, mint másra Válaszol profil arcokra is, sematikus arcra, rajzolt arcokra, Mooney-arcokra*, „megbújó” arcokra (amennyiben észrevettük azt) Strukturális feldolgozás helye Familiaritás? Érzelmek? *

Nancy Kanwisher, 1997 - FFA Fuziform Arc Terület Fusiform Face Area

Gyakorlás és aktivitás hatása az FFA-n Greeble-ek (I. Gauthier)

Gyakorlás és aktivitás hatása az FFA-n Arc - mindenkiben Greeble - aki megtanulta Madár - madárszakértő Autó – autókereskedő TEHÁT: a terület aktivitása gyakorlás-függő, plasztikus

Kritika… 

A Mag rendszer tagjai - OFA Gauthier et al., 2000 Korábbi állomás, az FFA bemenete Kevésbé arc-szelektív, érzékenyebb az inger térbeli pozíciójára Az arcok közötti eltérésre reagál, függetlenül attól, ezt észrevettük-e Nincs felfordítási hatás (lásd előadás végén)

Liu et al., 2010 Valódi arcrészek versus helyes konfiguráció OFA (és STS) csak az előbbire, FFA mindkettőre érzékeny

A Mag rendszer tagjai - STS Sokkal kevésbé tanulmányozott Oka: nem mindenkinél mutat arcokra emelkedett aktivitást Ha igen, akkor dinamikus és szociális aspektusokra érzékeny

Tekintet iránya versus identikum Nagyobb aktiváció: STS – tekintet iránya FFA - identikum Haxby et al., 2002, BiolPsych

Felfordítási hatás és a Mag rendszer FFA – van OFA – nincs STS – valami van, de nem korrelál a teljesítménnyel Yovel & Kanwisher, 2005, CurrBiol

Későbbi területek – a kiterjedt rendszer Személyes tudás, érzelmek etc. A modell agyterületekkel: „MAG” rendszer „KITERJEDT”

Híres versus személyesen ismerős

Érzelmek – nézése, imitálása, produkciója

Téma Óra Időpont március 26. 1. Zárthelyi dolgozat február 5. Óramegbeszélés 2. február 12. BETEGSÉG MIATT ELMARADT 3. február 19. Az arcok speciálisak (?), korai modellek, arcok reprezentációja 4. február 26. Fejlődési adatok 5. március 5. Az arcon tükröződő érzelmek 6. március 12. Szociális aspektusok (tekintet iránya, nem, kor, attraktivitás) 7. március 19. Tavaszi szünet 8. március 26. 1. Zárthelyi dolgozat 9. április 2. Az arcok idegi reprezentációja - elektrofiziológia 10. április 9. Az arcok idegi reprezentációja – képalkotó eljárások 11. április 16. Az arcfelismerési zavar I. 12. április 23. Az arcfelismerési zavar II., fejlődési rendellenességek, pszichiátria és arcok 13. április 30. Alkalmazások és érdekességek 14. május 7. 2. Zárthelyi dolgozat 15. május 14. Javító-/Pótló ZH alkalom