Что общего у Стивена Фрая и Стива Возняка? Один – известный актер, писатель и драматург, второй – инженер, изобретатель и соучредитель компании Apple. Оба страдают от одного и того же расстройства – неспособности запоминать лица.
«Всю свою жизнь я мучился из-за того, что у меня ужасная способность запоминать лица. На улице я стремительно прохожу мимо людей, которых хорошо знаю, не обращая на них внимания, могу спутать их с кем-то другим и ненароком обидеть. На вечеринке могу увлеченно говорить с кем-нибудь в течение десяти минут и, если через двадцать минут снова увижу этого человека, не буду иметь ни малейшего понятия, кто передо мной, если только я не потрудился запомнить какой-нибудь предмет его одежды. Но если я увижу этого же человека на следующий день в другой одежде, в других обстоятельствах – я снова его не узнаю. Меня это огорчает, поскольку мне ненавистна мысль, что люди считают, будто я их игнорирую или не считаю их значимыми» [19].
Самый поразительный навык «социального мозга» доведен до такого автоматизма, что мы даже не рассматриваем его как навык. Восприятие лиц – один из главных механизмов, необходимых для взаимодействия с людьми. Однако у таких людей, как Стив Возняк, Стивен Фрай или Брэд Питт, способность запоминать лица и распознавать их впоследствии нарушена. Это состояние называется прозопагнозия: она бывает врожденной и приобретенной. Врожденная прозопагнозия встречается достаточно редко, примерно в 2,5 % случаев, как правило, в очень легкой форме, поэтому человек может и не знать о наличии у него расстройства.
В результате травм мозга, энцефалитов (воспаления ткани мозга) или инсульта иногда развивается и приобретенная прозопагнозия, когда пациент теряет способность запоминать лица после травмирующего эпизода. Проблемы могут возникать на разных уровнях: на самом первом – уровне распознавания – или же на более поздних этапах – непосредственно в момент узнавания и сличения с уже имеющейся информацией.
Однако есть люди, которых можно назвать «супер-распознавателями». Их способность запоминать и узнавать лица настолько высока, что они без труда могут найти искомое лицо на фотографии толпы в несколько десятков или сотен людей. Английский офицер полиции Энди Поуп, обладатель такой способности, однажды, патрулируя улицу, узнал подозреваемого, находящегося в розыске, чью фотографию он видел два года назад. Таких людей меньше, чем страдающих прозопагнозией: около 1–2 %. Считается, что они могут узнавать лица с точностью до 80 %.
По аналогии с прозопагнозией, человеку, не страдающему этой болезнью, может быть трудно оценить, насколько хороши его способности в узнавании лиц, несмотря на то, что мы пользуемся этим навыком каждый день неоднократно. Разработаны специальные тесты, например, тест проверки Глазго на сопоставление лиц (Glasgow Face Matching Test). Вы можете и сами проверить свои способности: получится ли угадать (рис. 5), один и тот же человек изображен на соседних фотографиях или нет?
Рис. 5. Иллюстрация из теста на сопоставление лиц, созданного исследователями из Университета Глазго (Великобритания) (на фотографиях А – разные люди, на фотографиях В – один и тот же человек)
В некоторых странах, например, в Великобритании и Германии, «супер-распознавателей» активно вовлекают в расследование преступлений, оценку материалов систем видеонаблюдения и проверку документов на подлинность (например, при паспортном контроле).
Как же человек распознает лица других людей? Ключевую роль в этом процессе играет сравнительно небольшая область в височной доле головного мозга – веретенообразная извилина. Активные исследования этой зоны начались относительно недавно, в сравнении с изучением устройства зрительной системы в целом – в 90-е годы XX века, когда в практику активно вводили технологию фМРТ (рис. 6).
Рис. 6. Расположение веретенообразной извилины на снимке МРТ
Веретенообразная извилина является частью зрительной системы, и значительное ее повреждение может повлиять на способность узнавать и запоминать лица.
Оливер Сакс в книге «Человек, который принял жену за шляпу» описывает следующий случай (давший название книге): пациент, пришедший на прием, потерял способность узнавать предметы (например, розу мог определить только по запаху). И даже по окончании приема, потянувшись за шляпой, схватил и потянул за голову свою жену.
Однако некоторые клинические случаи все же подтверждают идею, что способность распознавать лица задействует отдельные специфичные области головного мозга, которые не участвуют в распознавании объектов. В частности, М. Москович описал в 1997 году своего пациента С. К., который потерял способность узнавать объекты (например, больше не мог отличить в своей коллекции игрушечных солдатиков одного от другого), но все еще мог успешно различать лица.
Необязательно быть Стивом Возняком, чтобы столкнуться с переживанием «ошибок» в системе распознавания лиц. Одна из «ошибок», которую мы встречаем достаточно часто – парейдолия. Это особая зрительная иллюзия, когда мы «видим» лица там, где на самом деле их нет (рис. 7).
Рис. 7. Примеры парейдолии
В 2009 году ученые показали с помощью магнитоэнцефалографии – технологии регистрации магнитных полей головного мозга человека, – что в момент, когда человек воспринимает какой-либо объект как лицо, веретенообразная извилина активируется уже спустя 165 миллисекунд, а обычные объекты не вызывают такую реакцию. В то же время, когда человек в действительности смотрит на фотографии людей, эта область активируется через 170 миллисекунд.
Чтобы понять, как именно происходит процесс анализа и различения лиц на уровне отдельных нейронов, в 80–90-е годы XX века ученые проводили эксперименты с вживленными электродами на обезьянах, показывая, что единичные клетки реагируют выборочно на изображения рук или лиц, но не на другие важные для животных объекты (например, пищу).
В 2005 году калифорнийские ученые провели похожий эксперимент с единичными электродами, введенными в ткань мозга человека в области веретенообразной извилины. Участникам показали около 2 000 фотографий 90 объектов (за счет этого возникла возможность проверить реакцию нейронов на показ одного и того же объекта несколько раз). Среди этих снимков были изображения достопримечательностей, животных и знаменитостей. Исследователи обнаружили, что отдельные нейроны в мозге нескольких респондентов не только специфично реагировали на лица других людей, но и «предпочитали» лица совершенно определенных знаменитостей. Например, в мозге одного участника им удалось зарегистрировать активность нейрона, посылавшего сигналы при появлении разных изображений Билла Клинтона. В мозге следующего они нашли нейрон, активировавшийся при предъявлении различных фотографий Дженнифер Энистон. У других испытуемых ученые обнаружили «нейроны Холли Берри», «нейроны Симпсонов», «нейроны Битлз». Но означает ли это, что в веретенообразной извилине можно найти нейрон, специализированный для узнавания какого-то конкретного человека?
В 2017 году в Калифорнийском технологическом институте, проводя эксперименты на мозге макак, ученые установили, что нейроны в нижней части височной области (к которой относится веретенообразная извилина у людей) реагируют на различные характеристики лица. Одни отвечают за анализ цвета глаз, а другие – за расстояние между глазами. Восприятие лица, таким образом, становится задачей интеграции информации о различных признаках.
Ученые предполагают, что механизм распознавания лиц может быть частью более общего процесса категоризации и различения отдельных экземпляров категорий с одинаковой базовой конфигурацией, для которых субъект приобрел значительный опыт распознавания. Например, эксперты-кинологи с многолетним опытом оценки пород и навыком различения одной породы от другой в момент оценки собак на фотографиях демонстрируют признаки распознавания, как если бы они изучали снимки человеческих лиц. Более того, чтобы узнавать лица, мозгу требуется одновременно анализировать информацию из областей, сигнализирующих об эмоциях, и получать данные из системы долговременной памяти.
Каждый из нас научился различать людей гораздо раньше, чем произнес свое первое слово, и эта способность нам кажется врожденной. На самом деле она развивается после появления на свет: область веретенообразной извилины продолжает изменяться и в раннем детстве. Уже шестидневный младенец может отличать изображения лиц от изображений объектов! Двухгодовалые дети предпочитают смотреть на лицо матери и легко узнают ее, а способность различать лица, отличать мужские от женских появляется уже в возрасте трех месяцев.
Несмотря на то что веретенообразная извилина продолжает созревать в раннем возрасте, уже в этот период формируются и упрочняются ее связи с различными областями мозга, в том числе отвечающими за социальную роль лиц и восприятие динамики. При взгляде на фотографию и видеоролик с одним и тем же человеком наш мозг воспринимает объект по-разному: для статичных и динамичных изображений задействуются разные системы. Область веретенообразной извилины преимущественно анализирует статичную информацию, а нижняя височная извилина, миндалина и правая нижняя лобная область, вовлеченная в социальное познание, более активны, когда мы смотрим на динамичные изображения – лица в видеоролике или даже анимированные лица 3D-персонажей.
Распознавать и узнавать лица не так легко, как кажется, и при ряде расстройств, не связанных напрямую с прозопагнозией, встречаются трудности различения лиц, например, при РАС: в отношении как своего лица, так и лиц других людей в детстве и взрослом возрасте. Однако последние исследования показывают, что трудности могут возникать не из-за нарушений восприятия эмоционального выражения лица другого человека или сенсорной перегрузки, а из-за различающихся механизмов мимики. При РАС интенсивность проявления эмоции может быть ниже, а само их выражение гораздо короче. Это работает и в обратную сторону: здоровым испытуемым в эксперименте также трудно различать эмоциональную экспрессию, когда им показывают фотографии или материалы индивидов с РАС. Исследователи даже склоняются к следующей точке зрения: возможно, мимика может быть уникальной у каждого индивида с РАС, что должно учитываться в программах поддержки, и следует говорить не о трудностях или нарушениях, а о различиях между группами.
Способность распознавать лица, являясь базисом для социального взаимодействия, уникальна для человека только в некоторых аспектах. Доказано, что для многих позвоночных лицо – морда хищника, собрата по виду или даже экспериментатора – важный зрительный стимул, отличающийся от других объектов, с которыми взаимодействуют животные. Еще в XIX веке Чарльз Дарвин опубликовал книгу «Выражение эмоций у человека и животных», в которой указал на единообразие проявлений эмоций у разных животных и человека (рис. 8).
Рис. 8. Выражение лица во время игры у бонобо и младенца
Люди могут узнавать лицо конкретного человека, понимать, какую эмоцию он испытывает, определять направление его взгляда. Лицо также играет важную роль в половом поведении: симметрия этой части тела и половой диморфизм влияют на оценку привлекательности человека. Так же, как у людей, у приматов лицо служит социальным стимулом – для узнавания, коммуникации и выбора партнера. Все приматы способны узнавать лица: у шимпанзе механизм обнаружения наиболее похож на тот, что использует человек, и они могут подмечать общие черты в незнакомых родственных лицах. Но большинство исследований показывает, что для приматов характерно более быстрое узнавание представителей своего вида, чем других видов обезьян. Большое внимание уделяется конгруэнтности (совпадению) мимики и вокализации: макаки-резусы активно используют эмоциональные выражения в коммуникации. Так же, как и человек, приматы находят симметричные лица более привлекательными.
Другие животные, в том числе млекопитающие, во время коммуникации в большей степени полагаются на вокализацию и запахи, чем на зрительную систему. Не так много исследований проведено на различных видах живых существ именно с целью проверки их способности к восприятию лиц, но среди тех, кто попал в фокус изучения, ограниченным умением обладают овцы, дельфины и некоторые виды птиц. Удивительно, что восприятие лиц у овец очень напоминает таковое у приматов и человека: они способны узнавать представителей своего вида на фотографиях и запоминать лица пастухов. Могут узнавать друг друга на фотографиях коровы, с определенными ограничениями собаки найдут на фотографии хозяина, а дельфины – своего тренера. Среди позвоночных узнают своих сородичей грачи и голуби. Некоторые виды рыб могут не только узнать «в лицо» своих сородичей, но и угадать их место в иерархии по внешнему виду. Но способность узнавать представителей чужих видов у других позвоночных достаточно слабая: например, среди птиц преимущественно вороны и пересмешники могут различать людей.
Но что происходит, когда мы смотрим на неживой объект, например, манекен или человекоподобного робота? Такие роботы могут выглядеть очень привлекательными, особенно по сравнению с теми, что напоминают машины (представим робота Софию и врага Терминатора – Т 1 000), но только до определенного момента. Многие люди переживают неловкость и легкую неприязнь, смотря на лица роботов, которые выглядят почти как живые, но все же как будто бы «не до конца живые». Это чувство может перерастать в откровенное отвращение по мере того, как сходство робота с человеком увеличивается. Такой эффект называется «зловещая долина». Когда этот феномен был впервые описан, для его объяснения возникла гипотеза, известная как «теория восприятия разума» (mind-perception theory). Согласно ей, когда мы, люди, видим человекоподобного робота, то автоматически думаем, что у этого существа есть разум. «Осознание», что у машины есть разум, приводит к жуткому ощущению. Однако в 2020 году психологи из Университета Эмори (США) доказали обратное.
´
Антропоморфизация, или проецирование человеческих качеств на объекты – обычное явление. Мы ищем лица в облаках, даем клички нашему автомобилю или ругаемся с чайником, который никак не хочет закипать, но эффекта «зловещей долины» у нас при этом не возникает. Чтобы выявить потенциальную роль «восприятия разума» и обратного процесса – дегуманизации («расчеловечивания» объекта) в феномене «зловещей долины», исследователи провели эксперименты, сосредоточенные на временной динамике процесса. Участникам показывали три типа изображений: человеческие лица, механические лица роботов и лица андроидов, которые очень напоминали людей – и просили оценить каждое из них по воспринимаемой одушевленности или «живости». Время демонстрирования изображений систематически изменялось в течение миллисекунд по мере того, как участники их оценивали. Результаты показали, что воспринимаемая одушевленность значительно уменьшалась в зависимости от времени предъявления для лиц андроидов, но временной фактор не влиял на оценку механических лиц роботов или людей. Ощущение «одушевленности» появлялось в самом начале, когда люди смотрели на изображения андроидов, и пропадало между 100 и 500 миллисекундами просмотра. Во второй серии экспериментов ученые манипулировали как временем предъявления, так и количеством деталей в изображениях, начиная от минимального упрощения черт лица и заканчивая полностью размытым изображением. Результаты показали, что удаление деталей с изображений лиц андроидов уменьшало интенсивность воспринимаемой одушевленности наряду с эффектом «зловещей долины». На первый взгляд, мы очеловечиваем андроида, но в течение миллисекунд обнаруживаем отклонения от живого человека и дегуманизируем его, отвергаем идею, что у него может быть разум. Это снижение воспринимаемой одушевленности, вероятно, и способствует появлению жуткого ощущения «зловещей долины».
Гораздо чаще, чем с антропоморфными роботами, в повседневной жизни мы общаемся с электронными помощниками. «Виртуальный оператор Олеся, задайте ваш вопрос» вызовет у каждого особые, ни с чем не сравнимые эмоции. Почему же у нас часто вызывает раздражение необходимость общаться с виртуальным помощником и возникает желание немедленно переключиться на живого оператора? Конечно, дело может быть и в плохом устройстве системы, которая недостаточно распознает команды или предлагает неверные решения, но очень часто раздражение возникает в самом начале взаимодействия, до того, как помощник предложит варианты по запросу пользователя. Ученые из Университета Макквери (Австралия) и Университета Торонто (Канада) предположили, что проблема может возникать из-за отсутствия эмоционального резонанса: робот будет механически дружелюбно отвечать, даже если мы начнем кричать и стучать кулаками в стену. Проведенные лабораторные исследования с воспроизведением беседы с виртуальными помощниками подтвердили, что эмоции звонящего действительно являются ключевыми: клиенты с нейтральным эмоциональным состоянием оказались более удовлетворены услугами, предоставляемыми виртуальными помощниками, чем люди в негативе. Голос и реакции робота в последнем случае воспринимаются как неуместные.
Лицо как преимущественный социальный стимул в коммуникации и познании используется именно млекопитающими. Способность различать эмоции, узнавать и запоминать лица опирается на широкую сеть областей мозга, в том числе специализированную – веретенообразную извилину – и неспециализированные, вовлеченные в запоминание информации, обработку эмоций, даже переключение внимания. Люди различаются по способности распознавать лица, и в некоторых случаях это накладывает отпечаток на умение взаимодействовать с другими.